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Hessisches Ministerium fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und Verbraucherschutz
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI
Anlage 2 ndash Erlaumluterungen der Modell- und Ausgabekenngroumlszligen
F10R30
B10
F11
A10
F12
S10S11
F20
F21E20
S20
F30 S30 S31
S21
F41
F40
B20
S40
S22
Teich
KLA
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von
Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI
Anlage 2 ndash Erlaumluterungen der Modell- und Ausgabekenngroumlszligen
Darmstadt August 2004
Wissenschaftliche Leitung Prof Dr-Ing M Ostrowski
Bearbeitung Dipl-Ing Dirk Muschalla
Auftraggeber Hessisches Ministerium fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und Verbraucherschutz
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
INHALT
1 BESCHREIBUNG DER MODELLKENNGROumlszligEN 5 11 ERLAumlUTERUNG DER EINGANGSKENNGROumlszligEN 5 12 ALLGEMEINE ANGABEN (ALL) 6
121 Kenngroumlszligen 6 122 Hinweise 7
13 SYSTEMLOGIK UND SYSTEMSTRUKTUR (SYS) 7 131 Kenngroumlszligen 7 132 Hinweise 9 133 Beispiele zum Systemaufbau9
1331 Gebietsabstraktion9 1332 Gebietsunterteilung 10 1333 Sammler 14 1334 Verzweigungen 17 1335 Regenuumlberlaumlufe 18 1336 Becken18 1337 Simulation von Pumpwerken 19
14 AUszligENGEBIETE (AUS)23 141 Kenngroumlszligen 23 142 Hinweise 24
15 KANALISIERTE FLAumlCHEN UND TRENNGEBIETE (FKA + TRN)24 151 Kenngroumlszligen 24 152 Hinweise 26
16 EINZELEINEITER (EIN) 28 161 Kenngroumlszligen 28 162 Hinweise 29
17 SAMMLER (SAM)29 171 Kenngroumlszligen 29 172 Hinweise 30
18 REGENUumlBERLAumlUFE (RUE) UND VERZWEIGUNG (VER) 31 181 Kenngroumlszligen 31 182 Hinweise 33
19 BECKEN (BEK)34 191 Kenngroumlszligen 34 192 Hinweise 36
110 DROSSEL (DRO)38 1101 Kenngroumlszligen 38 1102 Hinweise 39
111 BODENFILTER UND VERSICKERUNGSBECKEN (BOF)40 1111 Kenngroumlszligen 40 1112 Hinweise 42
11121 Bodenfilter in Hessen42 11122 Bodenfilter allgemein43
112 KLAumlRANLAGE (KLA) 44 1121 Kenngroumlszligen 44 1122 Hinweise 44
2
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 113 SCHMUTZKONZENTRATIONEN (SMZ)45
1131 Kenngroumlszligen 45 1132 Hinweise 45
114 BRAUCHWASSERNUTZUNG (BWN)46 115 TAGESGANG (TGG)46
1151 Kenngroumlszligen 46 1152 Hinweise 46
116 JAHRESGANG (JGG) 47 1161 Kenngroumlszligen 47 1162 Hinweise 47
117 WEITERGEHENDE MISCHWASSERBEHANDLUNG (WMB)48 1171 Kenngroumlszligen 48 1172 Hinweise 50
118 NIEDERSCHLAGSBELASTUNG (REG + ALL)50 1181 Kenngroumlszligen 50 1182 Hinweise 51
119 SCHMUTZPOTENTIAL (POT) 52 1191 Kenngroumlszligen 52 1192 Hinweise 52
2 ERLAumlUTERUNG DER AUSGABEKENNGROumlszligEN54 21 TROCKENWETTERGANG (TWA) 55
211 Beschreibung 55 212 Hinweise 55
22 MAXIMALWERTE DER ENTLASTUNGSEREIGNISSE (ERG) 56 221 Beschreibung 56 222 Hinweise 57
23 SUMMENWERTE (SUM)57 231 Summenwerte - Deckblatt 157
2311 Beschreibung57 232 Summenwerte - Deckblatt 258
2321 Beschreibung58 2322 Hinweise59
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen60 2331 Beschreibung60 2332 Hinweise61
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen62 2341 Beschreibung62 2342 Hinweise64
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen 65 2351 Beschreibung65 2352 Hinweise66
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe 66 2361 Beschreibung66 2362 Hinweise68
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe69 2371 Beschreibung69 2372 Hinweise69
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung 70 2381 Beschreibung70 2382 Hinweise70
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung71 2391 Beschreibung71 2392 Hinweise71
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete 72 23101 Beschreibung72 23102 Hinweise72
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen 73 23111 Beschreibung73 23112 Hinweise75
24 EINZELEREIGNISSE PRO ENTLASTUNGSBAUWERK (EEE)76 241 Beschreibung 76 242 Hinweise 77
25 BAUWERKSBUCH (BWB) 78 251 Beschreibung 78 252 Hinweise 78
26 BODENFILTERERGEBNISSE (BFS) 79 261 Beschreibung 79 262 Hinweise 81
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen81 2622 Bodenfilter allgemein81
27 GANGLINIEN (ABFLUSSWELLEN) PRO SYSTEMOBJEKT (WEL ASC)83 271 Beschreibung 83 272 Hinweise 83
28 ANIMATIONEN (ANI)83 281 Beschreibung 83 282 Hinweise 84
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1 Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
11 Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
Im Modell SMUSI werden die Eingangsdaten thematisch unterschieden in die folgenden Ka-
tegorien und zugehoumlrigen Unterpunkte
Allgemeine Daten Optionen und Systemstruktur
minus Allgemeine Angaben
minus Systemlogik Systemobjekte
minus Auszligengebiet
minus Kanalisierte Flaumlche
minus Trenngebiet
minus Einzeleinleiter
minus Sammler
minus Verzweigung
minus Regenuumlberlauf
minus Becken
minus Drossel
minus Bodenfilter Versickerungsbecken
minus Klaumlranlage
Ergaumlnzende Daten zu Systemobjekten
minus Schmutzkonzentration
minus Brauchwassernutzung
Stammdaten
minus Tagesgang
minus Jahresgang
minus Wirkungsweise weitergehender Mischwasserbehandlung
minus Regenreihe
minus Schmutzpotenzial
Nachfolgend wird fuumlr die einzelnen Punkte jeweils erlaumlutert welche Eingangsdaten erforder-
lich sind und was diese im einzelnen bedeuten Auf die Eingangsdaten die als besonders sen-
sitiv und in diesem Sinne mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert
hingewiesen
5
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
12 Allgemeine Angaben (ALL)
121 Kenngroumlszligen
In den Allgemeinen Angaben sind beschreibende Angaben zur Berechnungsvariante Daten
zur Simulationssteuerung und Optionen zusammengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Hauptuumlberschriften 3 Zeilen Hauptuumlberschriften zur Variantenbeschreibung
Bilanzzeitraum Simulationsbeginn (von) Simulationsende (bis) Achtung Immer mit voller Stunde (zB 0700) beginnen
Beckenfuumlllung (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Fuumlllung aller Becken beim Simulationsbeginn 00 rArr alle Becken sind leer 1000 rArr alle Becken sind voll
Anfangsverlust (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Beruumlcksichtigung der Anfangsverluste (Mulden- und Benetzungsverluste) 00 rArr kein Anfangsverlust 1000 rArr maximaler Anfangsverlust
echte Regenreihe Simulation mit echten (ja) oder hessischen repraumlsentativen (nein) Regenreihen es ergeben sich Unterschiede bei der Abschaumltzung des mittleren Abflussbeiwer-tes und damit der Regenwasserkonzentrationen
Hessen Festlegung ob mit flaumlchenspezifischen Schmutzpotentialen gerechnet wird (in Hessen ist per Erlass mit SMUSI-Standardwerten zu rechnen)
Muldenverluste Angabe der Muldenverluste fuumlr kanalisierte Flaumlchen in Abhaumlngigkeit einer Nei-gungsklasse in mm
Absetzklassen von AFS in Becken
Festlegung der Absetzwirkungen fuumlr abfiltrierbare Stoffe (AFS) in Becken fuumlr unterschiedliche Absetzklassen in Prozent
An AFS gebundene Absetzwirkungen
Prozentuale Bindung der anderen Schmutzstoffe an die abfiltrierbaren Stoffe
Ruumlckstau Globale Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung von aktivierbarem Speichervo-lumen im Kanalnetz
Urbane Verdunstung Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung einer Anpassung des Verdunstungsan-satzes fuumlr unversiegelte Flaumlchen (SMUSI-Standard) an die Verhaumlltnisse auf versiegelten Flaumlchen
Trockenwettergang Ausgabeoption zum Schreiben der Trockenwetterganglinie an der Klaumlranlage in die Ausgabedatei TWA
Einzelereignisse Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumi-na) aller Systemelemente bei Entlastungsereignissen in die Ausgabedatei ERG
EreignisseEntlastung Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Spei-chervolumina Schmutzfrachten) ausgewaumlhlter Ereignisse ermoumlglicht
6
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bauwerksbuch Globale Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) fuumlr alle Bauwerke
Kenngroumlszligen A128 Ausgabeoption zum Schreiben einer Tabelle in den Summenwerten in der die Kenngroumlszligen des Entwaumlsserungssystems nach dem ATV-Arbeitsblatt A 128 zusammengefasst werden
Wellenausgabe Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Ganglinien (Abfluumlsse Speicher-volumina) ausgewaumlhlter Systemelemente ermoumlglicht
Schmutzstoff Auswahl des Schmutzstoffs dessen Konzentrationswerte in die Wellendatei geschrieben werden
CSV-Format Globale Ausgabeoption zur Definition des Formates der Wellenausgabe Das CSV-Format ist von Tabellenkalkulationsprogrammen EXCEL direkt einlesbar
Animation Ausgabeoption zum Schreiben einer Ergebnisdatei mit der das Zusatzpro-gramm Grafischer Systemeditor einige Simulationsergebnisse in Form eines Films als visuelle Animation darstellen kann
122 Hinweise
1 Unter Verwendung der in Hessen vorgeschriebenen Standardregenreihen muss der Simu-
lationszeitraum vom 01031968 0000 bis zum 301168 2359 gesetzt sein
2 Bei Verwendung der hessischen Standardregenreihen darf die Option bdquoechte Regenreihenldquo
nicht gewaumlhlt sein
3 Sofern die Option Ruumlckstau gesetzt ist muumlssen unbedingt fuumlr die Sammler Becken und
Regenuumlberlaumlufe fuumlr die eine Ermittlung des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens vorgenom-
men werden soll die korrekten Sohlhoumlhen angegeben werden da es ansonsten zu einer
Verfaumllschung der Berechnungsergebnisse kommt
4 Die Ausgabeoptionen Wellenausgabe und Animation sollte nicht im Rahmen einer Lang-
zeitsimulation gesetzt werden da die entstehende Ergebnisdatei mehrere 100 MByte um-
fassen kann
13 Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
131 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Systemlogik wird die Verknuumlpfung (Zulauf-Ablaufbeziehungen) der einzel-
nen Systemobjekte untereinander bezeichnet Erst die Angabe dieser Verknuumlpfungen ermoumlg-
licht es dem Simulationsprogramm die Berechnung des Niederschlag-Abfluss-Prozesses fuumlr
die einzelnen Elemente durchzufuumlhren
7
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die zentrale Funktion zur Aufstellung der Systemlogik ist neben der Gebietsabstraktion die
Zuordnung der Ablaumlufe der anderen Systemobjekte Es werden prinzipiell nur Ablaumlufe zuge-
ordnet die Zulaumlufe werden auf Basis der Angaben zu den Ablaumlufen automatisch ermittelt
Um dem Anwender von SMUSI ein Hilfsmittel zur komfortablen Erstellung und Bearbeitung
von Systemlogiken zur Verfuumlgung zu stellen steht ein grafischer Systemeditor zur Verfuuml-
gung Mit seiner Hilfe kann die Systemlogik in grafischer Form direkt am Bildschirm erstellt
und ausgedruckt werden Die mit dem Systemeditor erstellte Verknuumlpfung des Systems wird
von SMUSI uumlbernommen
Fuumlr die Durchfuumlhrung einer Simulation muss die Systemlogik in einer bestimmten Reihenfol-
ge vorliegen (es darf kein Systemobjekt als Zulaufelement angegeben sein bevor es nicht
definiert wurde) Zur Berechnung einer Reihenfolge unter diesem Kriterium dient die Funkti-
on Pruumlfen und Sortieren In ihr wird die Systemlogik auf Ringschluumlsse nicht zugeordnete
Systemobjekte und andere Inkonsistenzen gepruumlft sowie aus dem konsistenten System eine
Reihenfolge fuumlr die Berechnung im Simulationsprogramm ermittelt
Ohne erfolgreiche Pruumlfung kann eine Simulation nicht gestartet werden
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Aufstellung der Systemlogik erforderlich oder waumlhlbar
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Name des Systemelements
Kennung (Typ + Index) Kennung des Systemelements
Ablauf 1 Kennung des ersten Ablaufelementes
Ablauf 2 Kennung des zweiten Ablaufelementes
Ruumlckstau Simulationsoption zum Abschalten der Beruumlcksichtigung von aktivierbaren Spei-chervolumina im Kanalnetz fuumlr das jeweilige Systemelement und dessen Oberlie-ger bis zum naumlchsten Bauwerk falls globale Simulationsoption fuumlr Ruumlckstau ge-setzt
EreigEntl Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumina Schmutzfrachten) in die Ausgabedatei EEE wenn im Formular Allgemeine An-gaben die globale Ausgabeoption EreignisseEntlastung gesetzt ist
BW-Buch Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) Sofern im Formular Allgemeine Angaben die Option Bauwerksbuch nicht gesetzt ist kann dies hier uumlbersteuert werden
Welle Ausgabeoption zum Schreiben von Ganglinien bei Regenereignissen (SMUSI-Definition) in die Ausgabedatei _WELASC wenn im Formular Allgemeine Angaben die globale Ausgabeoption Wellenausgabe gesetzt ist
8
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
132 Hinweise
1 Der korrekte Aufbau der Systemlogik insbesondere die Gebietsabstraktion die Zuord-
nung der Teileinzugsgebiete zu den jeweiligen Entlastungsanlagen ist Grundbestandteil
einer sachgerechten Simulation Dies ist anhand des vorgelegten Kartenmaterials in jedem
Fall zu pruumlfen
133 Beispiele zum Systemaufbau
1331 Gebietsabstraktion
In SMUSI werden drei Flaumlchenarten unterschieden
bull Auszligengebiete (AUS)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Mischsystem (FKA)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem (TRN)
Die Abstraktion der realen Flaumlchen in die SMUSI-Systemelemente erfolgt unter hydrologi-
schen Gesichtspunkten dh Flaumlchen mit aumlhnlichen Uumlbertragungseigenschaften die zu einem
Punkt hin entwaumlssern werden zu einer Einheit zusammengefasst (siehe Abb 1)
F10
A10
Abb 1 Beispiel zur Gebietsabstraktion
Der Entwaumlsserungspunkt ist zugleich der Zulauf zum folgenden Systemelement (Sammler
Verzweigung Regenuumlberlauf oder Becken) Je nach Flaumlchengroumlszlige und zugehoumlrigem Entwaumls-
serungssystem koumlnnen unterschiedliche Ersatzsysteme sinnvoll sein (siehe Abb 2)
9
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
15
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
17
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
19
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
20
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
21
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
25
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
48
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
49
Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
53
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
66
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
67
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
68
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
69
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
70
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
71
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
72
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
73
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
74
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
75
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
76
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
79
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
80
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
84
Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Becken (BEK)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Drossel (DRO)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Jahresgang (JGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
-
- Trockenwettergang (TWA)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von
Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI
Anlage 2 ndash Erlaumluterungen der Modell- und Ausgabekenngroumlszligen
Darmstadt August 2004
Wissenschaftliche Leitung Prof Dr-Ing M Ostrowski
Bearbeitung Dipl-Ing Dirk Muschalla
Auftraggeber Hessisches Ministerium fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und Verbraucherschutz
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
INHALT
1 BESCHREIBUNG DER MODELLKENNGROumlszligEN 5 11 ERLAumlUTERUNG DER EINGANGSKENNGROumlszligEN 5 12 ALLGEMEINE ANGABEN (ALL) 6
121 Kenngroumlszligen 6 122 Hinweise 7
13 SYSTEMLOGIK UND SYSTEMSTRUKTUR (SYS) 7 131 Kenngroumlszligen 7 132 Hinweise 9 133 Beispiele zum Systemaufbau9
1331 Gebietsabstraktion9 1332 Gebietsunterteilung 10 1333 Sammler 14 1334 Verzweigungen 17 1335 Regenuumlberlaumlufe 18 1336 Becken18 1337 Simulation von Pumpwerken 19
14 AUszligENGEBIETE (AUS)23 141 Kenngroumlszligen 23 142 Hinweise 24
15 KANALISIERTE FLAumlCHEN UND TRENNGEBIETE (FKA + TRN)24 151 Kenngroumlszligen 24 152 Hinweise 26
16 EINZELEINEITER (EIN) 28 161 Kenngroumlszligen 28 162 Hinweise 29
17 SAMMLER (SAM)29 171 Kenngroumlszligen 29 172 Hinweise 30
18 REGENUumlBERLAumlUFE (RUE) UND VERZWEIGUNG (VER) 31 181 Kenngroumlszligen 31 182 Hinweise 33
19 BECKEN (BEK)34 191 Kenngroumlszligen 34 192 Hinweise 36
110 DROSSEL (DRO)38 1101 Kenngroumlszligen 38 1102 Hinweise 39
111 BODENFILTER UND VERSICKERUNGSBECKEN (BOF)40 1111 Kenngroumlszligen 40 1112 Hinweise 42
11121 Bodenfilter in Hessen42 11122 Bodenfilter allgemein43
112 KLAumlRANLAGE (KLA) 44 1121 Kenngroumlszligen 44 1122 Hinweise 44
2
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 113 SCHMUTZKONZENTRATIONEN (SMZ)45
1131 Kenngroumlszligen 45 1132 Hinweise 45
114 BRAUCHWASSERNUTZUNG (BWN)46 115 TAGESGANG (TGG)46
1151 Kenngroumlszligen 46 1152 Hinweise 46
116 JAHRESGANG (JGG) 47 1161 Kenngroumlszligen 47 1162 Hinweise 47
117 WEITERGEHENDE MISCHWASSERBEHANDLUNG (WMB)48 1171 Kenngroumlszligen 48 1172 Hinweise 50
118 NIEDERSCHLAGSBELASTUNG (REG + ALL)50 1181 Kenngroumlszligen 50 1182 Hinweise 51
119 SCHMUTZPOTENTIAL (POT) 52 1191 Kenngroumlszligen 52 1192 Hinweise 52
2 ERLAumlUTERUNG DER AUSGABEKENNGROumlszligEN54 21 TROCKENWETTERGANG (TWA) 55
211 Beschreibung 55 212 Hinweise 55
22 MAXIMALWERTE DER ENTLASTUNGSEREIGNISSE (ERG) 56 221 Beschreibung 56 222 Hinweise 57
23 SUMMENWERTE (SUM)57 231 Summenwerte - Deckblatt 157
2311 Beschreibung57 232 Summenwerte - Deckblatt 258
2321 Beschreibung58 2322 Hinweise59
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen60 2331 Beschreibung60 2332 Hinweise61
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen62 2341 Beschreibung62 2342 Hinweise64
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen 65 2351 Beschreibung65 2352 Hinweise66
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe 66 2361 Beschreibung66 2362 Hinweise68
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe69 2371 Beschreibung69 2372 Hinweise69
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung 70 2381 Beschreibung70 2382 Hinweise70
3
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung71 2391 Beschreibung71 2392 Hinweise71
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete 72 23101 Beschreibung72 23102 Hinweise72
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen 73 23111 Beschreibung73 23112 Hinweise75
24 EINZELEREIGNISSE PRO ENTLASTUNGSBAUWERK (EEE)76 241 Beschreibung 76 242 Hinweise 77
25 BAUWERKSBUCH (BWB) 78 251 Beschreibung 78 252 Hinweise 78
26 BODENFILTERERGEBNISSE (BFS) 79 261 Beschreibung 79 262 Hinweise 81
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen81 2622 Bodenfilter allgemein81
27 GANGLINIEN (ABFLUSSWELLEN) PRO SYSTEMOBJEKT (WEL ASC)83 271 Beschreibung 83 272 Hinweise 83
28 ANIMATIONEN (ANI)83 281 Beschreibung 83 282 Hinweise 84
4
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1 Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
11 Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
Im Modell SMUSI werden die Eingangsdaten thematisch unterschieden in die folgenden Ka-
tegorien und zugehoumlrigen Unterpunkte
Allgemeine Daten Optionen und Systemstruktur
minus Allgemeine Angaben
minus Systemlogik Systemobjekte
minus Auszligengebiet
minus Kanalisierte Flaumlche
minus Trenngebiet
minus Einzeleinleiter
minus Sammler
minus Verzweigung
minus Regenuumlberlauf
minus Becken
minus Drossel
minus Bodenfilter Versickerungsbecken
minus Klaumlranlage
Ergaumlnzende Daten zu Systemobjekten
minus Schmutzkonzentration
minus Brauchwassernutzung
Stammdaten
minus Tagesgang
minus Jahresgang
minus Wirkungsweise weitergehender Mischwasserbehandlung
minus Regenreihe
minus Schmutzpotenzial
Nachfolgend wird fuumlr die einzelnen Punkte jeweils erlaumlutert welche Eingangsdaten erforder-
lich sind und was diese im einzelnen bedeuten Auf die Eingangsdaten die als besonders sen-
sitiv und in diesem Sinne mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert
hingewiesen
5
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
12 Allgemeine Angaben (ALL)
121 Kenngroumlszligen
In den Allgemeinen Angaben sind beschreibende Angaben zur Berechnungsvariante Daten
zur Simulationssteuerung und Optionen zusammengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Hauptuumlberschriften 3 Zeilen Hauptuumlberschriften zur Variantenbeschreibung
Bilanzzeitraum Simulationsbeginn (von) Simulationsende (bis) Achtung Immer mit voller Stunde (zB 0700) beginnen
Beckenfuumlllung (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Fuumlllung aller Becken beim Simulationsbeginn 00 rArr alle Becken sind leer 1000 rArr alle Becken sind voll
Anfangsverlust (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Beruumlcksichtigung der Anfangsverluste (Mulden- und Benetzungsverluste) 00 rArr kein Anfangsverlust 1000 rArr maximaler Anfangsverlust
echte Regenreihe Simulation mit echten (ja) oder hessischen repraumlsentativen (nein) Regenreihen es ergeben sich Unterschiede bei der Abschaumltzung des mittleren Abflussbeiwer-tes und damit der Regenwasserkonzentrationen
Hessen Festlegung ob mit flaumlchenspezifischen Schmutzpotentialen gerechnet wird (in Hessen ist per Erlass mit SMUSI-Standardwerten zu rechnen)
Muldenverluste Angabe der Muldenverluste fuumlr kanalisierte Flaumlchen in Abhaumlngigkeit einer Nei-gungsklasse in mm
Absetzklassen von AFS in Becken
Festlegung der Absetzwirkungen fuumlr abfiltrierbare Stoffe (AFS) in Becken fuumlr unterschiedliche Absetzklassen in Prozent
An AFS gebundene Absetzwirkungen
Prozentuale Bindung der anderen Schmutzstoffe an die abfiltrierbaren Stoffe
Ruumlckstau Globale Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung von aktivierbarem Speichervo-lumen im Kanalnetz
Urbane Verdunstung Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung einer Anpassung des Verdunstungsan-satzes fuumlr unversiegelte Flaumlchen (SMUSI-Standard) an die Verhaumlltnisse auf versiegelten Flaumlchen
Trockenwettergang Ausgabeoption zum Schreiben der Trockenwetterganglinie an der Klaumlranlage in die Ausgabedatei TWA
Einzelereignisse Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumi-na) aller Systemelemente bei Entlastungsereignissen in die Ausgabedatei ERG
EreignisseEntlastung Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Spei-chervolumina Schmutzfrachten) ausgewaumlhlter Ereignisse ermoumlglicht
6
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bauwerksbuch Globale Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) fuumlr alle Bauwerke
Kenngroumlszligen A128 Ausgabeoption zum Schreiben einer Tabelle in den Summenwerten in der die Kenngroumlszligen des Entwaumlsserungssystems nach dem ATV-Arbeitsblatt A 128 zusammengefasst werden
Wellenausgabe Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Ganglinien (Abfluumlsse Speicher-volumina) ausgewaumlhlter Systemelemente ermoumlglicht
Schmutzstoff Auswahl des Schmutzstoffs dessen Konzentrationswerte in die Wellendatei geschrieben werden
CSV-Format Globale Ausgabeoption zur Definition des Formates der Wellenausgabe Das CSV-Format ist von Tabellenkalkulationsprogrammen EXCEL direkt einlesbar
Animation Ausgabeoption zum Schreiben einer Ergebnisdatei mit der das Zusatzpro-gramm Grafischer Systemeditor einige Simulationsergebnisse in Form eines Films als visuelle Animation darstellen kann
122 Hinweise
1 Unter Verwendung der in Hessen vorgeschriebenen Standardregenreihen muss der Simu-
lationszeitraum vom 01031968 0000 bis zum 301168 2359 gesetzt sein
2 Bei Verwendung der hessischen Standardregenreihen darf die Option bdquoechte Regenreihenldquo
nicht gewaumlhlt sein
3 Sofern die Option Ruumlckstau gesetzt ist muumlssen unbedingt fuumlr die Sammler Becken und
Regenuumlberlaumlufe fuumlr die eine Ermittlung des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens vorgenom-
men werden soll die korrekten Sohlhoumlhen angegeben werden da es ansonsten zu einer
Verfaumllschung der Berechnungsergebnisse kommt
4 Die Ausgabeoptionen Wellenausgabe und Animation sollte nicht im Rahmen einer Lang-
zeitsimulation gesetzt werden da die entstehende Ergebnisdatei mehrere 100 MByte um-
fassen kann
13 Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
131 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Systemlogik wird die Verknuumlpfung (Zulauf-Ablaufbeziehungen) der einzel-
nen Systemobjekte untereinander bezeichnet Erst die Angabe dieser Verknuumlpfungen ermoumlg-
licht es dem Simulationsprogramm die Berechnung des Niederschlag-Abfluss-Prozesses fuumlr
die einzelnen Elemente durchzufuumlhren
7
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die zentrale Funktion zur Aufstellung der Systemlogik ist neben der Gebietsabstraktion die
Zuordnung der Ablaumlufe der anderen Systemobjekte Es werden prinzipiell nur Ablaumlufe zuge-
ordnet die Zulaumlufe werden auf Basis der Angaben zu den Ablaumlufen automatisch ermittelt
Um dem Anwender von SMUSI ein Hilfsmittel zur komfortablen Erstellung und Bearbeitung
von Systemlogiken zur Verfuumlgung zu stellen steht ein grafischer Systemeditor zur Verfuuml-
gung Mit seiner Hilfe kann die Systemlogik in grafischer Form direkt am Bildschirm erstellt
und ausgedruckt werden Die mit dem Systemeditor erstellte Verknuumlpfung des Systems wird
von SMUSI uumlbernommen
Fuumlr die Durchfuumlhrung einer Simulation muss die Systemlogik in einer bestimmten Reihenfol-
ge vorliegen (es darf kein Systemobjekt als Zulaufelement angegeben sein bevor es nicht
definiert wurde) Zur Berechnung einer Reihenfolge unter diesem Kriterium dient die Funkti-
on Pruumlfen und Sortieren In ihr wird die Systemlogik auf Ringschluumlsse nicht zugeordnete
Systemobjekte und andere Inkonsistenzen gepruumlft sowie aus dem konsistenten System eine
Reihenfolge fuumlr die Berechnung im Simulationsprogramm ermittelt
Ohne erfolgreiche Pruumlfung kann eine Simulation nicht gestartet werden
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Aufstellung der Systemlogik erforderlich oder waumlhlbar
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Name des Systemelements
Kennung (Typ + Index) Kennung des Systemelements
Ablauf 1 Kennung des ersten Ablaufelementes
Ablauf 2 Kennung des zweiten Ablaufelementes
Ruumlckstau Simulationsoption zum Abschalten der Beruumlcksichtigung von aktivierbaren Spei-chervolumina im Kanalnetz fuumlr das jeweilige Systemelement und dessen Oberlie-ger bis zum naumlchsten Bauwerk falls globale Simulationsoption fuumlr Ruumlckstau ge-setzt
EreigEntl Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumina Schmutzfrachten) in die Ausgabedatei EEE wenn im Formular Allgemeine An-gaben die globale Ausgabeoption EreignisseEntlastung gesetzt ist
BW-Buch Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) Sofern im Formular Allgemeine Angaben die Option Bauwerksbuch nicht gesetzt ist kann dies hier uumlbersteuert werden
Welle Ausgabeoption zum Schreiben von Ganglinien bei Regenereignissen (SMUSI-Definition) in die Ausgabedatei _WELASC wenn im Formular Allgemeine Angaben die globale Ausgabeoption Wellenausgabe gesetzt ist
8
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
132 Hinweise
1 Der korrekte Aufbau der Systemlogik insbesondere die Gebietsabstraktion die Zuord-
nung der Teileinzugsgebiete zu den jeweiligen Entlastungsanlagen ist Grundbestandteil
einer sachgerechten Simulation Dies ist anhand des vorgelegten Kartenmaterials in jedem
Fall zu pruumlfen
133 Beispiele zum Systemaufbau
1331 Gebietsabstraktion
In SMUSI werden drei Flaumlchenarten unterschieden
bull Auszligengebiete (AUS)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Mischsystem (FKA)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem (TRN)
Die Abstraktion der realen Flaumlchen in die SMUSI-Systemelemente erfolgt unter hydrologi-
schen Gesichtspunkten dh Flaumlchen mit aumlhnlichen Uumlbertragungseigenschaften die zu einem
Punkt hin entwaumlssern werden zu einer Einheit zusammengefasst (siehe Abb 1)
F10
A10
Abb 1 Beispiel zur Gebietsabstraktion
Der Entwaumlsserungspunkt ist zugleich der Zulauf zum folgenden Systemelement (Sammler
Verzweigung Regenuumlberlauf oder Becken) Je nach Flaumlchengroumlszlige und zugehoumlrigem Entwaumls-
serungssystem koumlnnen unterschiedliche Ersatzsysteme sinnvoll sein (siehe Abb 2)
9
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
15
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
17
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
19
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
20
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
21
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
22
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
23
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
24
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
26
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
27
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
31
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
32
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
33
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
34
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
37
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
39
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
48
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
49
Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
53
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
54
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
56
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
57
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
58
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
59
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
61
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
62
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
63
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
65
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
77
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
78
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
79
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
80
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
84
Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Becken (BEK)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Drossel (DRO)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Jahresgang (JGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
-
- Trockenwettergang (TWA)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
INHALT
1 BESCHREIBUNG DER MODELLKENNGROumlszligEN 5 11 ERLAumlUTERUNG DER EINGANGSKENNGROumlszligEN 5 12 ALLGEMEINE ANGABEN (ALL) 6
121 Kenngroumlszligen 6 122 Hinweise 7
13 SYSTEMLOGIK UND SYSTEMSTRUKTUR (SYS) 7 131 Kenngroumlszligen 7 132 Hinweise 9 133 Beispiele zum Systemaufbau9
1331 Gebietsabstraktion9 1332 Gebietsunterteilung 10 1333 Sammler 14 1334 Verzweigungen 17 1335 Regenuumlberlaumlufe 18 1336 Becken18 1337 Simulation von Pumpwerken 19
14 AUszligENGEBIETE (AUS)23 141 Kenngroumlszligen 23 142 Hinweise 24
15 KANALISIERTE FLAumlCHEN UND TRENNGEBIETE (FKA + TRN)24 151 Kenngroumlszligen 24 152 Hinweise 26
16 EINZELEINEITER (EIN) 28 161 Kenngroumlszligen 28 162 Hinweise 29
17 SAMMLER (SAM)29 171 Kenngroumlszligen 29 172 Hinweise 30
18 REGENUumlBERLAumlUFE (RUE) UND VERZWEIGUNG (VER) 31 181 Kenngroumlszligen 31 182 Hinweise 33
19 BECKEN (BEK)34 191 Kenngroumlszligen 34 192 Hinweise 36
110 DROSSEL (DRO)38 1101 Kenngroumlszligen 38 1102 Hinweise 39
111 BODENFILTER UND VERSICKERUNGSBECKEN (BOF)40 1111 Kenngroumlszligen 40 1112 Hinweise 42
11121 Bodenfilter in Hessen42 11122 Bodenfilter allgemein43
112 KLAumlRANLAGE (KLA) 44 1121 Kenngroumlszligen 44 1122 Hinweise 44
2
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 113 SCHMUTZKONZENTRATIONEN (SMZ)45
1131 Kenngroumlszligen 45 1132 Hinweise 45
114 BRAUCHWASSERNUTZUNG (BWN)46 115 TAGESGANG (TGG)46
1151 Kenngroumlszligen 46 1152 Hinweise 46
116 JAHRESGANG (JGG) 47 1161 Kenngroumlszligen 47 1162 Hinweise 47
117 WEITERGEHENDE MISCHWASSERBEHANDLUNG (WMB)48 1171 Kenngroumlszligen 48 1172 Hinweise 50
118 NIEDERSCHLAGSBELASTUNG (REG + ALL)50 1181 Kenngroumlszligen 50 1182 Hinweise 51
119 SCHMUTZPOTENTIAL (POT) 52 1191 Kenngroumlszligen 52 1192 Hinweise 52
2 ERLAumlUTERUNG DER AUSGABEKENNGROumlszligEN54 21 TROCKENWETTERGANG (TWA) 55
211 Beschreibung 55 212 Hinweise 55
22 MAXIMALWERTE DER ENTLASTUNGSEREIGNISSE (ERG) 56 221 Beschreibung 56 222 Hinweise 57
23 SUMMENWERTE (SUM)57 231 Summenwerte - Deckblatt 157
2311 Beschreibung57 232 Summenwerte - Deckblatt 258
2321 Beschreibung58 2322 Hinweise59
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen60 2331 Beschreibung60 2332 Hinweise61
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen62 2341 Beschreibung62 2342 Hinweise64
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen 65 2351 Beschreibung65 2352 Hinweise66
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe 66 2361 Beschreibung66 2362 Hinweise68
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe69 2371 Beschreibung69 2372 Hinweise69
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung 70 2381 Beschreibung70 2382 Hinweise70
3
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung71 2391 Beschreibung71 2392 Hinweise71
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete 72 23101 Beschreibung72 23102 Hinweise72
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen 73 23111 Beschreibung73 23112 Hinweise75
24 EINZELEREIGNISSE PRO ENTLASTUNGSBAUWERK (EEE)76 241 Beschreibung 76 242 Hinweise 77
25 BAUWERKSBUCH (BWB) 78 251 Beschreibung 78 252 Hinweise 78
26 BODENFILTERERGEBNISSE (BFS) 79 261 Beschreibung 79 262 Hinweise 81
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen81 2622 Bodenfilter allgemein81
27 GANGLINIEN (ABFLUSSWELLEN) PRO SYSTEMOBJEKT (WEL ASC)83 271 Beschreibung 83 272 Hinweise 83
28 ANIMATIONEN (ANI)83 281 Beschreibung 83 282 Hinweise 84
4
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1 Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
11 Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
Im Modell SMUSI werden die Eingangsdaten thematisch unterschieden in die folgenden Ka-
tegorien und zugehoumlrigen Unterpunkte
Allgemeine Daten Optionen und Systemstruktur
minus Allgemeine Angaben
minus Systemlogik Systemobjekte
minus Auszligengebiet
minus Kanalisierte Flaumlche
minus Trenngebiet
minus Einzeleinleiter
minus Sammler
minus Verzweigung
minus Regenuumlberlauf
minus Becken
minus Drossel
minus Bodenfilter Versickerungsbecken
minus Klaumlranlage
Ergaumlnzende Daten zu Systemobjekten
minus Schmutzkonzentration
minus Brauchwassernutzung
Stammdaten
minus Tagesgang
minus Jahresgang
minus Wirkungsweise weitergehender Mischwasserbehandlung
minus Regenreihe
minus Schmutzpotenzial
Nachfolgend wird fuumlr die einzelnen Punkte jeweils erlaumlutert welche Eingangsdaten erforder-
lich sind und was diese im einzelnen bedeuten Auf die Eingangsdaten die als besonders sen-
sitiv und in diesem Sinne mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert
hingewiesen
5
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
12 Allgemeine Angaben (ALL)
121 Kenngroumlszligen
In den Allgemeinen Angaben sind beschreibende Angaben zur Berechnungsvariante Daten
zur Simulationssteuerung und Optionen zusammengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Hauptuumlberschriften 3 Zeilen Hauptuumlberschriften zur Variantenbeschreibung
Bilanzzeitraum Simulationsbeginn (von) Simulationsende (bis) Achtung Immer mit voller Stunde (zB 0700) beginnen
Beckenfuumlllung (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Fuumlllung aller Becken beim Simulationsbeginn 00 rArr alle Becken sind leer 1000 rArr alle Becken sind voll
Anfangsverlust (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Beruumlcksichtigung der Anfangsverluste (Mulden- und Benetzungsverluste) 00 rArr kein Anfangsverlust 1000 rArr maximaler Anfangsverlust
echte Regenreihe Simulation mit echten (ja) oder hessischen repraumlsentativen (nein) Regenreihen es ergeben sich Unterschiede bei der Abschaumltzung des mittleren Abflussbeiwer-tes und damit der Regenwasserkonzentrationen
Hessen Festlegung ob mit flaumlchenspezifischen Schmutzpotentialen gerechnet wird (in Hessen ist per Erlass mit SMUSI-Standardwerten zu rechnen)
Muldenverluste Angabe der Muldenverluste fuumlr kanalisierte Flaumlchen in Abhaumlngigkeit einer Nei-gungsklasse in mm
Absetzklassen von AFS in Becken
Festlegung der Absetzwirkungen fuumlr abfiltrierbare Stoffe (AFS) in Becken fuumlr unterschiedliche Absetzklassen in Prozent
An AFS gebundene Absetzwirkungen
Prozentuale Bindung der anderen Schmutzstoffe an die abfiltrierbaren Stoffe
Ruumlckstau Globale Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung von aktivierbarem Speichervo-lumen im Kanalnetz
Urbane Verdunstung Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung einer Anpassung des Verdunstungsan-satzes fuumlr unversiegelte Flaumlchen (SMUSI-Standard) an die Verhaumlltnisse auf versiegelten Flaumlchen
Trockenwettergang Ausgabeoption zum Schreiben der Trockenwetterganglinie an der Klaumlranlage in die Ausgabedatei TWA
Einzelereignisse Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumi-na) aller Systemelemente bei Entlastungsereignissen in die Ausgabedatei ERG
EreignisseEntlastung Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Spei-chervolumina Schmutzfrachten) ausgewaumlhlter Ereignisse ermoumlglicht
6
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bauwerksbuch Globale Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) fuumlr alle Bauwerke
Kenngroumlszligen A128 Ausgabeoption zum Schreiben einer Tabelle in den Summenwerten in der die Kenngroumlszligen des Entwaumlsserungssystems nach dem ATV-Arbeitsblatt A 128 zusammengefasst werden
Wellenausgabe Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Ganglinien (Abfluumlsse Speicher-volumina) ausgewaumlhlter Systemelemente ermoumlglicht
Schmutzstoff Auswahl des Schmutzstoffs dessen Konzentrationswerte in die Wellendatei geschrieben werden
CSV-Format Globale Ausgabeoption zur Definition des Formates der Wellenausgabe Das CSV-Format ist von Tabellenkalkulationsprogrammen EXCEL direkt einlesbar
Animation Ausgabeoption zum Schreiben einer Ergebnisdatei mit der das Zusatzpro-gramm Grafischer Systemeditor einige Simulationsergebnisse in Form eines Films als visuelle Animation darstellen kann
122 Hinweise
1 Unter Verwendung der in Hessen vorgeschriebenen Standardregenreihen muss der Simu-
lationszeitraum vom 01031968 0000 bis zum 301168 2359 gesetzt sein
2 Bei Verwendung der hessischen Standardregenreihen darf die Option bdquoechte Regenreihenldquo
nicht gewaumlhlt sein
3 Sofern die Option Ruumlckstau gesetzt ist muumlssen unbedingt fuumlr die Sammler Becken und
Regenuumlberlaumlufe fuumlr die eine Ermittlung des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens vorgenom-
men werden soll die korrekten Sohlhoumlhen angegeben werden da es ansonsten zu einer
Verfaumllschung der Berechnungsergebnisse kommt
4 Die Ausgabeoptionen Wellenausgabe und Animation sollte nicht im Rahmen einer Lang-
zeitsimulation gesetzt werden da die entstehende Ergebnisdatei mehrere 100 MByte um-
fassen kann
13 Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
131 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Systemlogik wird die Verknuumlpfung (Zulauf-Ablaufbeziehungen) der einzel-
nen Systemobjekte untereinander bezeichnet Erst die Angabe dieser Verknuumlpfungen ermoumlg-
licht es dem Simulationsprogramm die Berechnung des Niederschlag-Abfluss-Prozesses fuumlr
die einzelnen Elemente durchzufuumlhren
7
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die zentrale Funktion zur Aufstellung der Systemlogik ist neben der Gebietsabstraktion die
Zuordnung der Ablaumlufe der anderen Systemobjekte Es werden prinzipiell nur Ablaumlufe zuge-
ordnet die Zulaumlufe werden auf Basis der Angaben zu den Ablaumlufen automatisch ermittelt
Um dem Anwender von SMUSI ein Hilfsmittel zur komfortablen Erstellung und Bearbeitung
von Systemlogiken zur Verfuumlgung zu stellen steht ein grafischer Systemeditor zur Verfuuml-
gung Mit seiner Hilfe kann die Systemlogik in grafischer Form direkt am Bildschirm erstellt
und ausgedruckt werden Die mit dem Systemeditor erstellte Verknuumlpfung des Systems wird
von SMUSI uumlbernommen
Fuumlr die Durchfuumlhrung einer Simulation muss die Systemlogik in einer bestimmten Reihenfol-
ge vorliegen (es darf kein Systemobjekt als Zulaufelement angegeben sein bevor es nicht
definiert wurde) Zur Berechnung einer Reihenfolge unter diesem Kriterium dient die Funkti-
on Pruumlfen und Sortieren In ihr wird die Systemlogik auf Ringschluumlsse nicht zugeordnete
Systemobjekte und andere Inkonsistenzen gepruumlft sowie aus dem konsistenten System eine
Reihenfolge fuumlr die Berechnung im Simulationsprogramm ermittelt
Ohne erfolgreiche Pruumlfung kann eine Simulation nicht gestartet werden
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Aufstellung der Systemlogik erforderlich oder waumlhlbar
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Name des Systemelements
Kennung (Typ + Index) Kennung des Systemelements
Ablauf 1 Kennung des ersten Ablaufelementes
Ablauf 2 Kennung des zweiten Ablaufelementes
Ruumlckstau Simulationsoption zum Abschalten der Beruumlcksichtigung von aktivierbaren Spei-chervolumina im Kanalnetz fuumlr das jeweilige Systemelement und dessen Oberlie-ger bis zum naumlchsten Bauwerk falls globale Simulationsoption fuumlr Ruumlckstau ge-setzt
EreigEntl Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumina Schmutzfrachten) in die Ausgabedatei EEE wenn im Formular Allgemeine An-gaben die globale Ausgabeoption EreignisseEntlastung gesetzt ist
BW-Buch Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) Sofern im Formular Allgemeine Angaben die Option Bauwerksbuch nicht gesetzt ist kann dies hier uumlbersteuert werden
Welle Ausgabeoption zum Schreiben von Ganglinien bei Regenereignissen (SMUSI-Definition) in die Ausgabedatei _WELASC wenn im Formular Allgemeine Angaben die globale Ausgabeoption Wellenausgabe gesetzt ist
8
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
132 Hinweise
1 Der korrekte Aufbau der Systemlogik insbesondere die Gebietsabstraktion die Zuord-
nung der Teileinzugsgebiete zu den jeweiligen Entlastungsanlagen ist Grundbestandteil
einer sachgerechten Simulation Dies ist anhand des vorgelegten Kartenmaterials in jedem
Fall zu pruumlfen
133 Beispiele zum Systemaufbau
1331 Gebietsabstraktion
In SMUSI werden drei Flaumlchenarten unterschieden
bull Auszligengebiete (AUS)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Mischsystem (FKA)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem (TRN)
Die Abstraktion der realen Flaumlchen in die SMUSI-Systemelemente erfolgt unter hydrologi-
schen Gesichtspunkten dh Flaumlchen mit aumlhnlichen Uumlbertragungseigenschaften die zu einem
Punkt hin entwaumlssern werden zu einer Einheit zusammengefasst (siehe Abb 1)
F10
A10
Abb 1 Beispiel zur Gebietsabstraktion
Der Entwaumlsserungspunkt ist zugleich der Zulauf zum folgenden Systemelement (Sammler
Verzweigung Regenuumlberlauf oder Becken) Je nach Flaumlchengroumlszlige und zugehoumlrigem Entwaumls-
serungssystem koumlnnen unterschiedliche Ersatzsysteme sinnvoll sein (siehe Abb 2)
9
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
15
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
17
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
19
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
20
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
21
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
22
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
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Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
31
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
32
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
33
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
34
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
35
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Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
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grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
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bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
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Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
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111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
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Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
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Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
48
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
49
Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
53
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
54
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
55
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
57
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
59
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
60
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
61
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
62
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
63
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
65
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
66
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
67
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
69
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
70
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
71
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
72
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
73
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
74
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
75
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
76
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
77
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
78
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
79
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
80
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
84
Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Becken (BEK)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Drossel (DRO)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Jahresgang (JGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
-
- Trockenwettergang (TWA)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 113 SCHMUTZKONZENTRATIONEN (SMZ)45
1131 Kenngroumlszligen 45 1132 Hinweise 45
114 BRAUCHWASSERNUTZUNG (BWN)46 115 TAGESGANG (TGG)46
1151 Kenngroumlszligen 46 1152 Hinweise 46
116 JAHRESGANG (JGG) 47 1161 Kenngroumlszligen 47 1162 Hinweise 47
117 WEITERGEHENDE MISCHWASSERBEHANDLUNG (WMB)48 1171 Kenngroumlszligen 48 1172 Hinweise 50
118 NIEDERSCHLAGSBELASTUNG (REG + ALL)50 1181 Kenngroumlszligen 50 1182 Hinweise 51
119 SCHMUTZPOTENTIAL (POT) 52 1191 Kenngroumlszligen 52 1192 Hinweise 52
2 ERLAumlUTERUNG DER AUSGABEKENNGROumlszligEN54 21 TROCKENWETTERGANG (TWA) 55
211 Beschreibung 55 212 Hinweise 55
22 MAXIMALWERTE DER ENTLASTUNGSEREIGNISSE (ERG) 56 221 Beschreibung 56 222 Hinweise 57
23 SUMMENWERTE (SUM)57 231 Summenwerte - Deckblatt 157
2311 Beschreibung57 232 Summenwerte - Deckblatt 258
2321 Beschreibung58 2322 Hinweise59
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen60 2331 Beschreibung60 2332 Hinweise61
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen62 2341 Beschreibung62 2342 Hinweise64
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen 65 2351 Beschreibung65 2352 Hinweise66
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe 66 2361 Beschreibung66 2362 Hinweise68
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe69 2371 Beschreibung69 2372 Hinweise69
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung 70 2381 Beschreibung70 2382 Hinweise70
3
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung71 2391 Beschreibung71 2392 Hinweise71
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete 72 23101 Beschreibung72 23102 Hinweise72
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen 73 23111 Beschreibung73 23112 Hinweise75
24 EINZELEREIGNISSE PRO ENTLASTUNGSBAUWERK (EEE)76 241 Beschreibung 76 242 Hinweise 77
25 BAUWERKSBUCH (BWB) 78 251 Beschreibung 78 252 Hinweise 78
26 BODENFILTERERGEBNISSE (BFS) 79 261 Beschreibung 79 262 Hinweise 81
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen81 2622 Bodenfilter allgemein81
27 GANGLINIEN (ABFLUSSWELLEN) PRO SYSTEMOBJEKT (WEL ASC)83 271 Beschreibung 83 272 Hinweise 83
28 ANIMATIONEN (ANI)83 281 Beschreibung 83 282 Hinweise 84
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1 Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
11 Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
Im Modell SMUSI werden die Eingangsdaten thematisch unterschieden in die folgenden Ka-
tegorien und zugehoumlrigen Unterpunkte
Allgemeine Daten Optionen und Systemstruktur
minus Allgemeine Angaben
minus Systemlogik Systemobjekte
minus Auszligengebiet
minus Kanalisierte Flaumlche
minus Trenngebiet
minus Einzeleinleiter
minus Sammler
minus Verzweigung
minus Regenuumlberlauf
minus Becken
minus Drossel
minus Bodenfilter Versickerungsbecken
minus Klaumlranlage
Ergaumlnzende Daten zu Systemobjekten
minus Schmutzkonzentration
minus Brauchwassernutzung
Stammdaten
minus Tagesgang
minus Jahresgang
minus Wirkungsweise weitergehender Mischwasserbehandlung
minus Regenreihe
minus Schmutzpotenzial
Nachfolgend wird fuumlr die einzelnen Punkte jeweils erlaumlutert welche Eingangsdaten erforder-
lich sind und was diese im einzelnen bedeuten Auf die Eingangsdaten die als besonders sen-
sitiv und in diesem Sinne mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert
hingewiesen
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
12 Allgemeine Angaben (ALL)
121 Kenngroumlszligen
In den Allgemeinen Angaben sind beschreibende Angaben zur Berechnungsvariante Daten
zur Simulationssteuerung und Optionen zusammengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Hauptuumlberschriften 3 Zeilen Hauptuumlberschriften zur Variantenbeschreibung
Bilanzzeitraum Simulationsbeginn (von) Simulationsende (bis) Achtung Immer mit voller Stunde (zB 0700) beginnen
Beckenfuumlllung (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Fuumlllung aller Becken beim Simulationsbeginn 00 rArr alle Becken sind leer 1000 rArr alle Becken sind voll
Anfangsverlust (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Beruumlcksichtigung der Anfangsverluste (Mulden- und Benetzungsverluste) 00 rArr kein Anfangsverlust 1000 rArr maximaler Anfangsverlust
echte Regenreihe Simulation mit echten (ja) oder hessischen repraumlsentativen (nein) Regenreihen es ergeben sich Unterschiede bei der Abschaumltzung des mittleren Abflussbeiwer-tes und damit der Regenwasserkonzentrationen
Hessen Festlegung ob mit flaumlchenspezifischen Schmutzpotentialen gerechnet wird (in Hessen ist per Erlass mit SMUSI-Standardwerten zu rechnen)
Muldenverluste Angabe der Muldenverluste fuumlr kanalisierte Flaumlchen in Abhaumlngigkeit einer Nei-gungsklasse in mm
Absetzklassen von AFS in Becken
Festlegung der Absetzwirkungen fuumlr abfiltrierbare Stoffe (AFS) in Becken fuumlr unterschiedliche Absetzklassen in Prozent
An AFS gebundene Absetzwirkungen
Prozentuale Bindung der anderen Schmutzstoffe an die abfiltrierbaren Stoffe
Ruumlckstau Globale Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung von aktivierbarem Speichervo-lumen im Kanalnetz
Urbane Verdunstung Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung einer Anpassung des Verdunstungsan-satzes fuumlr unversiegelte Flaumlchen (SMUSI-Standard) an die Verhaumlltnisse auf versiegelten Flaumlchen
Trockenwettergang Ausgabeoption zum Schreiben der Trockenwetterganglinie an der Klaumlranlage in die Ausgabedatei TWA
Einzelereignisse Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumi-na) aller Systemelemente bei Entlastungsereignissen in die Ausgabedatei ERG
EreignisseEntlastung Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Spei-chervolumina Schmutzfrachten) ausgewaumlhlter Ereignisse ermoumlglicht
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bauwerksbuch Globale Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) fuumlr alle Bauwerke
Kenngroumlszligen A128 Ausgabeoption zum Schreiben einer Tabelle in den Summenwerten in der die Kenngroumlszligen des Entwaumlsserungssystems nach dem ATV-Arbeitsblatt A 128 zusammengefasst werden
Wellenausgabe Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Ganglinien (Abfluumlsse Speicher-volumina) ausgewaumlhlter Systemelemente ermoumlglicht
Schmutzstoff Auswahl des Schmutzstoffs dessen Konzentrationswerte in die Wellendatei geschrieben werden
CSV-Format Globale Ausgabeoption zur Definition des Formates der Wellenausgabe Das CSV-Format ist von Tabellenkalkulationsprogrammen EXCEL direkt einlesbar
Animation Ausgabeoption zum Schreiben einer Ergebnisdatei mit der das Zusatzpro-gramm Grafischer Systemeditor einige Simulationsergebnisse in Form eines Films als visuelle Animation darstellen kann
122 Hinweise
1 Unter Verwendung der in Hessen vorgeschriebenen Standardregenreihen muss der Simu-
lationszeitraum vom 01031968 0000 bis zum 301168 2359 gesetzt sein
2 Bei Verwendung der hessischen Standardregenreihen darf die Option bdquoechte Regenreihenldquo
nicht gewaumlhlt sein
3 Sofern die Option Ruumlckstau gesetzt ist muumlssen unbedingt fuumlr die Sammler Becken und
Regenuumlberlaumlufe fuumlr die eine Ermittlung des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens vorgenom-
men werden soll die korrekten Sohlhoumlhen angegeben werden da es ansonsten zu einer
Verfaumllschung der Berechnungsergebnisse kommt
4 Die Ausgabeoptionen Wellenausgabe und Animation sollte nicht im Rahmen einer Lang-
zeitsimulation gesetzt werden da die entstehende Ergebnisdatei mehrere 100 MByte um-
fassen kann
13 Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
131 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Systemlogik wird die Verknuumlpfung (Zulauf-Ablaufbeziehungen) der einzel-
nen Systemobjekte untereinander bezeichnet Erst die Angabe dieser Verknuumlpfungen ermoumlg-
licht es dem Simulationsprogramm die Berechnung des Niederschlag-Abfluss-Prozesses fuumlr
die einzelnen Elemente durchzufuumlhren
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die zentrale Funktion zur Aufstellung der Systemlogik ist neben der Gebietsabstraktion die
Zuordnung der Ablaumlufe der anderen Systemobjekte Es werden prinzipiell nur Ablaumlufe zuge-
ordnet die Zulaumlufe werden auf Basis der Angaben zu den Ablaumlufen automatisch ermittelt
Um dem Anwender von SMUSI ein Hilfsmittel zur komfortablen Erstellung und Bearbeitung
von Systemlogiken zur Verfuumlgung zu stellen steht ein grafischer Systemeditor zur Verfuuml-
gung Mit seiner Hilfe kann die Systemlogik in grafischer Form direkt am Bildschirm erstellt
und ausgedruckt werden Die mit dem Systemeditor erstellte Verknuumlpfung des Systems wird
von SMUSI uumlbernommen
Fuumlr die Durchfuumlhrung einer Simulation muss die Systemlogik in einer bestimmten Reihenfol-
ge vorliegen (es darf kein Systemobjekt als Zulaufelement angegeben sein bevor es nicht
definiert wurde) Zur Berechnung einer Reihenfolge unter diesem Kriterium dient die Funkti-
on Pruumlfen und Sortieren In ihr wird die Systemlogik auf Ringschluumlsse nicht zugeordnete
Systemobjekte und andere Inkonsistenzen gepruumlft sowie aus dem konsistenten System eine
Reihenfolge fuumlr die Berechnung im Simulationsprogramm ermittelt
Ohne erfolgreiche Pruumlfung kann eine Simulation nicht gestartet werden
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Aufstellung der Systemlogik erforderlich oder waumlhlbar
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Name des Systemelements
Kennung (Typ + Index) Kennung des Systemelements
Ablauf 1 Kennung des ersten Ablaufelementes
Ablauf 2 Kennung des zweiten Ablaufelementes
Ruumlckstau Simulationsoption zum Abschalten der Beruumlcksichtigung von aktivierbaren Spei-chervolumina im Kanalnetz fuumlr das jeweilige Systemelement und dessen Oberlie-ger bis zum naumlchsten Bauwerk falls globale Simulationsoption fuumlr Ruumlckstau ge-setzt
EreigEntl Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumina Schmutzfrachten) in die Ausgabedatei EEE wenn im Formular Allgemeine An-gaben die globale Ausgabeoption EreignisseEntlastung gesetzt ist
BW-Buch Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) Sofern im Formular Allgemeine Angaben die Option Bauwerksbuch nicht gesetzt ist kann dies hier uumlbersteuert werden
Welle Ausgabeoption zum Schreiben von Ganglinien bei Regenereignissen (SMUSI-Definition) in die Ausgabedatei _WELASC wenn im Formular Allgemeine Angaben die globale Ausgabeoption Wellenausgabe gesetzt ist
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
132 Hinweise
1 Der korrekte Aufbau der Systemlogik insbesondere die Gebietsabstraktion die Zuord-
nung der Teileinzugsgebiete zu den jeweiligen Entlastungsanlagen ist Grundbestandteil
einer sachgerechten Simulation Dies ist anhand des vorgelegten Kartenmaterials in jedem
Fall zu pruumlfen
133 Beispiele zum Systemaufbau
1331 Gebietsabstraktion
In SMUSI werden drei Flaumlchenarten unterschieden
bull Auszligengebiete (AUS)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Mischsystem (FKA)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem (TRN)
Die Abstraktion der realen Flaumlchen in die SMUSI-Systemelemente erfolgt unter hydrologi-
schen Gesichtspunkten dh Flaumlchen mit aumlhnlichen Uumlbertragungseigenschaften die zu einem
Punkt hin entwaumlssern werden zu einer Einheit zusammengefasst (siehe Abb 1)
F10
A10
Abb 1 Beispiel zur Gebietsabstraktion
Der Entwaumlsserungspunkt ist zugleich der Zulauf zum folgenden Systemelement (Sammler
Verzweigung Regenuumlberlauf oder Becken) Je nach Flaumlchengroumlszlige und zugehoumlrigem Entwaumls-
serungssystem koumlnnen unterschiedliche Ersatzsysteme sinnvoll sein (siehe Abb 2)
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
32
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
33
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
34
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
36
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
39
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
48
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
49
Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
53
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
54
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
56
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
57
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
58
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
59
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
60
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
61
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
62
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
63
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
65
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
67
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
69
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
73
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
77
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
80
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
84
Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Becken (BEK)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Drossel (DRO)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Jahresgang (JGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
-
- Trockenwettergang (TWA)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung71 2391 Beschreibung71 2392 Hinweise71
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete 72 23101 Beschreibung72 23102 Hinweise72
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen 73 23111 Beschreibung73 23112 Hinweise75
24 EINZELEREIGNISSE PRO ENTLASTUNGSBAUWERK (EEE)76 241 Beschreibung 76 242 Hinweise 77
25 BAUWERKSBUCH (BWB) 78 251 Beschreibung 78 252 Hinweise 78
26 BODENFILTERERGEBNISSE (BFS) 79 261 Beschreibung 79 262 Hinweise 81
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen81 2622 Bodenfilter allgemein81
27 GANGLINIEN (ABFLUSSWELLEN) PRO SYSTEMOBJEKT (WEL ASC)83 271 Beschreibung 83 272 Hinweise 83
28 ANIMATIONEN (ANI)83 281 Beschreibung 83 282 Hinweise 84
4
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1 Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
11 Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
Im Modell SMUSI werden die Eingangsdaten thematisch unterschieden in die folgenden Ka-
tegorien und zugehoumlrigen Unterpunkte
Allgemeine Daten Optionen und Systemstruktur
minus Allgemeine Angaben
minus Systemlogik Systemobjekte
minus Auszligengebiet
minus Kanalisierte Flaumlche
minus Trenngebiet
minus Einzeleinleiter
minus Sammler
minus Verzweigung
minus Regenuumlberlauf
minus Becken
minus Drossel
minus Bodenfilter Versickerungsbecken
minus Klaumlranlage
Ergaumlnzende Daten zu Systemobjekten
minus Schmutzkonzentration
minus Brauchwassernutzung
Stammdaten
minus Tagesgang
minus Jahresgang
minus Wirkungsweise weitergehender Mischwasserbehandlung
minus Regenreihe
minus Schmutzpotenzial
Nachfolgend wird fuumlr die einzelnen Punkte jeweils erlaumlutert welche Eingangsdaten erforder-
lich sind und was diese im einzelnen bedeuten Auf die Eingangsdaten die als besonders sen-
sitiv und in diesem Sinne mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert
hingewiesen
5
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
12 Allgemeine Angaben (ALL)
121 Kenngroumlszligen
In den Allgemeinen Angaben sind beschreibende Angaben zur Berechnungsvariante Daten
zur Simulationssteuerung und Optionen zusammengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Hauptuumlberschriften 3 Zeilen Hauptuumlberschriften zur Variantenbeschreibung
Bilanzzeitraum Simulationsbeginn (von) Simulationsende (bis) Achtung Immer mit voller Stunde (zB 0700) beginnen
Beckenfuumlllung (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Fuumlllung aller Becken beim Simulationsbeginn 00 rArr alle Becken sind leer 1000 rArr alle Becken sind voll
Anfangsverlust (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Beruumlcksichtigung der Anfangsverluste (Mulden- und Benetzungsverluste) 00 rArr kein Anfangsverlust 1000 rArr maximaler Anfangsverlust
echte Regenreihe Simulation mit echten (ja) oder hessischen repraumlsentativen (nein) Regenreihen es ergeben sich Unterschiede bei der Abschaumltzung des mittleren Abflussbeiwer-tes und damit der Regenwasserkonzentrationen
Hessen Festlegung ob mit flaumlchenspezifischen Schmutzpotentialen gerechnet wird (in Hessen ist per Erlass mit SMUSI-Standardwerten zu rechnen)
Muldenverluste Angabe der Muldenverluste fuumlr kanalisierte Flaumlchen in Abhaumlngigkeit einer Nei-gungsklasse in mm
Absetzklassen von AFS in Becken
Festlegung der Absetzwirkungen fuumlr abfiltrierbare Stoffe (AFS) in Becken fuumlr unterschiedliche Absetzklassen in Prozent
An AFS gebundene Absetzwirkungen
Prozentuale Bindung der anderen Schmutzstoffe an die abfiltrierbaren Stoffe
Ruumlckstau Globale Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung von aktivierbarem Speichervo-lumen im Kanalnetz
Urbane Verdunstung Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung einer Anpassung des Verdunstungsan-satzes fuumlr unversiegelte Flaumlchen (SMUSI-Standard) an die Verhaumlltnisse auf versiegelten Flaumlchen
Trockenwettergang Ausgabeoption zum Schreiben der Trockenwetterganglinie an der Klaumlranlage in die Ausgabedatei TWA
Einzelereignisse Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumi-na) aller Systemelemente bei Entlastungsereignissen in die Ausgabedatei ERG
EreignisseEntlastung Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Spei-chervolumina Schmutzfrachten) ausgewaumlhlter Ereignisse ermoumlglicht
6
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bauwerksbuch Globale Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) fuumlr alle Bauwerke
Kenngroumlszligen A128 Ausgabeoption zum Schreiben einer Tabelle in den Summenwerten in der die Kenngroumlszligen des Entwaumlsserungssystems nach dem ATV-Arbeitsblatt A 128 zusammengefasst werden
Wellenausgabe Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Ganglinien (Abfluumlsse Speicher-volumina) ausgewaumlhlter Systemelemente ermoumlglicht
Schmutzstoff Auswahl des Schmutzstoffs dessen Konzentrationswerte in die Wellendatei geschrieben werden
CSV-Format Globale Ausgabeoption zur Definition des Formates der Wellenausgabe Das CSV-Format ist von Tabellenkalkulationsprogrammen EXCEL direkt einlesbar
Animation Ausgabeoption zum Schreiben einer Ergebnisdatei mit der das Zusatzpro-gramm Grafischer Systemeditor einige Simulationsergebnisse in Form eines Films als visuelle Animation darstellen kann
122 Hinweise
1 Unter Verwendung der in Hessen vorgeschriebenen Standardregenreihen muss der Simu-
lationszeitraum vom 01031968 0000 bis zum 301168 2359 gesetzt sein
2 Bei Verwendung der hessischen Standardregenreihen darf die Option bdquoechte Regenreihenldquo
nicht gewaumlhlt sein
3 Sofern die Option Ruumlckstau gesetzt ist muumlssen unbedingt fuumlr die Sammler Becken und
Regenuumlberlaumlufe fuumlr die eine Ermittlung des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens vorgenom-
men werden soll die korrekten Sohlhoumlhen angegeben werden da es ansonsten zu einer
Verfaumllschung der Berechnungsergebnisse kommt
4 Die Ausgabeoptionen Wellenausgabe und Animation sollte nicht im Rahmen einer Lang-
zeitsimulation gesetzt werden da die entstehende Ergebnisdatei mehrere 100 MByte um-
fassen kann
13 Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
131 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Systemlogik wird die Verknuumlpfung (Zulauf-Ablaufbeziehungen) der einzel-
nen Systemobjekte untereinander bezeichnet Erst die Angabe dieser Verknuumlpfungen ermoumlg-
licht es dem Simulationsprogramm die Berechnung des Niederschlag-Abfluss-Prozesses fuumlr
die einzelnen Elemente durchzufuumlhren
7
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die zentrale Funktion zur Aufstellung der Systemlogik ist neben der Gebietsabstraktion die
Zuordnung der Ablaumlufe der anderen Systemobjekte Es werden prinzipiell nur Ablaumlufe zuge-
ordnet die Zulaumlufe werden auf Basis der Angaben zu den Ablaumlufen automatisch ermittelt
Um dem Anwender von SMUSI ein Hilfsmittel zur komfortablen Erstellung und Bearbeitung
von Systemlogiken zur Verfuumlgung zu stellen steht ein grafischer Systemeditor zur Verfuuml-
gung Mit seiner Hilfe kann die Systemlogik in grafischer Form direkt am Bildschirm erstellt
und ausgedruckt werden Die mit dem Systemeditor erstellte Verknuumlpfung des Systems wird
von SMUSI uumlbernommen
Fuumlr die Durchfuumlhrung einer Simulation muss die Systemlogik in einer bestimmten Reihenfol-
ge vorliegen (es darf kein Systemobjekt als Zulaufelement angegeben sein bevor es nicht
definiert wurde) Zur Berechnung einer Reihenfolge unter diesem Kriterium dient die Funkti-
on Pruumlfen und Sortieren In ihr wird die Systemlogik auf Ringschluumlsse nicht zugeordnete
Systemobjekte und andere Inkonsistenzen gepruumlft sowie aus dem konsistenten System eine
Reihenfolge fuumlr die Berechnung im Simulationsprogramm ermittelt
Ohne erfolgreiche Pruumlfung kann eine Simulation nicht gestartet werden
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Aufstellung der Systemlogik erforderlich oder waumlhlbar
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Name des Systemelements
Kennung (Typ + Index) Kennung des Systemelements
Ablauf 1 Kennung des ersten Ablaufelementes
Ablauf 2 Kennung des zweiten Ablaufelementes
Ruumlckstau Simulationsoption zum Abschalten der Beruumlcksichtigung von aktivierbaren Spei-chervolumina im Kanalnetz fuumlr das jeweilige Systemelement und dessen Oberlie-ger bis zum naumlchsten Bauwerk falls globale Simulationsoption fuumlr Ruumlckstau ge-setzt
EreigEntl Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumina Schmutzfrachten) in die Ausgabedatei EEE wenn im Formular Allgemeine An-gaben die globale Ausgabeoption EreignisseEntlastung gesetzt ist
BW-Buch Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) Sofern im Formular Allgemeine Angaben die Option Bauwerksbuch nicht gesetzt ist kann dies hier uumlbersteuert werden
Welle Ausgabeoption zum Schreiben von Ganglinien bei Regenereignissen (SMUSI-Definition) in die Ausgabedatei _WELASC wenn im Formular Allgemeine Angaben die globale Ausgabeoption Wellenausgabe gesetzt ist
8
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
132 Hinweise
1 Der korrekte Aufbau der Systemlogik insbesondere die Gebietsabstraktion die Zuord-
nung der Teileinzugsgebiete zu den jeweiligen Entlastungsanlagen ist Grundbestandteil
einer sachgerechten Simulation Dies ist anhand des vorgelegten Kartenmaterials in jedem
Fall zu pruumlfen
133 Beispiele zum Systemaufbau
1331 Gebietsabstraktion
In SMUSI werden drei Flaumlchenarten unterschieden
bull Auszligengebiete (AUS)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Mischsystem (FKA)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem (TRN)
Die Abstraktion der realen Flaumlchen in die SMUSI-Systemelemente erfolgt unter hydrologi-
schen Gesichtspunkten dh Flaumlchen mit aumlhnlichen Uumlbertragungseigenschaften die zu einem
Punkt hin entwaumlssern werden zu einer Einheit zusammengefasst (siehe Abb 1)
F10
A10
Abb 1 Beispiel zur Gebietsabstraktion
Der Entwaumlsserungspunkt ist zugleich der Zulauf zum folgenden Systemelement (Sammler
Verzweigung Regenuumlberlauf oder Becken) Je nach Flaumlchengroumlszlige und zugehoumlrigem Entwaumls-
serungssystem koumlnnen unterschiedliche Ersatzsysteme sinnvoll sein (siehe Abb 2)
9
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
15
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
17
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
31
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
32
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
33
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
34
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
39
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
48
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
49
Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
53
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
54
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
55
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
56
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
57
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Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
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2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
60
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
61
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
62
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
63
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
65
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
69
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
71
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
72
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
73
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
75
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
78
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
79
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
84
Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Becken (BEK)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Drossel (DRO)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Jahresgang (JGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
-
- Trockenwettergang (TWA)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1 Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
11 Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
Im Modell SMUSI werden die Eingangsdaten thematisch unterschieden in die folgenden Ka-
tegorien und zugehoumlrigen Unterpunkte
Allgemeine Daten Optionen und Systemstruktur
minus Allgemeine Angaben
minus Systemlogik Systemobjekte
minus Auszligengebiet
minus Kanalisierte Flaumlche
minus Trenngebiet
minus Einzeleinleiter
minus Sammler
minus Verzweigung
minus Regenuumlberlauf
minus Becken
minus Drossel
minus Bodenfilter Versickerungsbecken
minus Klaumlranlage
Ergaumlnzende Daten zu Systemobjekten
minus Schmutzkonzentration
minus Brauchwassernutzung
Stammdaten
minus Tagesgang
minus Jahresgang
minus Wirkungsweise weitergehender Mischwasserbehandlung
minus Regenreihe
minus Schmutzpotenzial
Nachfolgend wird fuumlr die einzelnen Punkte jeweils erlaumlutert welche Eingangsdaten erforder-
lich sind und was diese im einzelnen bedeuten Auf die Eingangsdaten die als besonders sen-
sitiv und in diesem Sinne mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert
hingewiesen
5
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
12 Allgemeine Angaben (ALL)
121 Kenngroumlszligen
In den Allgemeinen Angaben sind beschreibende Angaben zur Berechnungsvariante Daten
zur Simulationssteuerung und Optionen zusammengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Hauptuumlberschriften 3 Zeilen Hauptuumlberschriften zur Variantenbeschreibung
Bilanzzeitraum Simulationsbeginn (von) Simulationsende (bis) Achtung Immer mit voller Stunde (zB 0700) beginnen
Beckenfuumlllung (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Fuumlllung aller Becken beim Simulationsbeginn 00 rArr alle Becken sind leer 1000 rArr alle Becken sind voll
Anfangsverlust (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Beruumlcksichtigung der Anfangsverluste (Mulden- und Benetzungsverluste) 00 rArr kein Anfangsverlust 1000 rArr maximaler Anfangsverlust
echte Regenreihe Simulation mit echten (ja) oder hessischen repraumlsentativen (nein) Regenreihen es ergeben sich Unterschiede bei der Abschaumltzung des mittleren Abflussbeiwer-tes und damit der Regenwasserkonzentrationen
Hessen Festlegung ob mit flaumlchenspezifischen Schmutzpotentialen gerechnet wird (in Hessen ist per Erlass mit SMUSI-Standardwerten zu rechnen)
Muldenverluste Angabe der Muldenverluste fuumlr kanalisierte Flaumlchen in Abhaumlngigkeit einer Nei-gungsklasse in mm
Absetzklassen von AFS in Becken
Festlegung der Absetzwirkungen fuumlr abfiltrierbare Stoffe (AFS) in Becken fuumlr unterschiedliche Absetzklassen in Prozent
An AFS gebundene Absetzwirkungen
Prozentuale Bindung der anderen Schmutzstoffe an die abfiltrierbaren Stoffe
Ruumlckstau Globale Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung von aktivierbarem Speichervo-lumen im Kanalnetz
Urbane Verdunstung Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung einer Anpassung des Verdunstungsan-satzes fuumlr unversiegelte Flaumlchen (SMUSI-Standard) an die Verhaumlltnisse auf versiegelten Flaumlchen
Trockenwettergang Ausgabeoption zum Schreiben der Trockenwetterganglinie an der Klaumlranlage in die Ausgabedatei TWA
Einzelereignisse Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumi-na) aller Systemelemente bei Entlastungsereignissen in die Ausgabedatei ERG
EreignisseEntlastung Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Spei-chervolumina Schmutzfrachten) ausgewaumlhlter Ereignisse ermoumlglicht
6
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bauwerksbuch Globale Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) fuumlr alle Bauwerke
Kenngroumlszligen A128 Ausgabeoption zum Schreiben einer Tabelle in den Summenwerten in der die Kenngroumlszligen des Entwaumlsserungssystems nach dem ATV-Arbeitsblatt A 128 zusammengefasst werden
Wellenausgabe Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Ganglinien (Abfluumlsse Speicher-volumina) ausgewaumlhlter Systemelemente ermoumlglicht
Schmutzstoff Auswahl des Schmutzstoffs dessen Konzentrationswerte in die Wellendatei geschrieben werden
CSV-Format Globale Ausgabeoption zur Definition des Formates der Wellenausgabe Das CSV-Format ist von Tabellenkalkulationsprogrammen EXCEL direkt einlesbar
Animation Ausgabeoption zum Schreiben einer Ergebnisdatei mit der das Zusatzpro-gramm Grafischer Systemeditor einige Simulationsergebnisse in Form eines Films als visuelle Animation darstellen kann
122 Hinweise
1 Unter Verwendung der in Hessen vorgeschriebenen Standardregenreihen muss der Simu-
lationszeitraum vom 01031968 0000 bis zum 301168 2359 gesetzt sein
2 Bei Verwendung der hessischen Standardregenreihen darf die Option bdquoechte Regenreihenldquo
nicht gewaumlhlt sein
3 Sofern die Option Ruumlckstau gesetzt ist muumlssen unbedingt fuumlr die Sammler Becken und
Regenuumlberlaumlufe fuumlr die eine Ermittlung des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens vorgenom-
men werden soll die korrekten Sohlhoumlhen angegeben werden da es ansonsten zu einer
Verfaumllschung der Berechnungsergebnisse kommt
4 Die Ausgabeoptionen Wellenausgabe und Animation sollte nicht im Rahmen einer Lang-
zeitsimulation gesetzt werden da die entstehende Ergebnisdatei mehrere 100 MByte um-
fassen kann
13 Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
131 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Systemlogik wird die Verknuumlpfung (Zulauf-Ablaufbeziehungen) der einzel-
nen Systemobjekte untereinander bezeichnet Erst die Angabe dieser Verknuumlpfungen ermoumlg-
licht es dem Simulationsprogramm die Berechnung des Niederschlag-Abfluss-Prozesses fuumlr
die einzelnen Elemente durchzufuumlhren
7
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die zentrale Funktion zur Aufstellung der Systemlogik ist neben der Gebietsabstraktion die
Zuordnung der Ablaumlufe der anderen Systemobjekte Es werden prinzipiell nur Ablaumlufe zuge-
ordnet die Zulaumlufe werden auf Basis der Angaben zu den Ablaumlufen automatisch ermittelt
Um dem Anwender von SMUSI ein Hilfsmittel zur komfortablen Erstellung und Bearbeitung
von Systemlogiken zur Verfuumlgung zu stellen steht ein grafischer Systemeditor zur Verfuuml-
gung Mit seiner Hilfe kann die Systemlogik in grafischer Form direkt am Bildschirm erstellt
und ausgedruckt werden Die mit dem Systemeditor erstellte Verknuumlpfung des Systems wird
von SMUSI uumlbernommen
Fuumlr die Durchfuumlhrung einer Simulation muss die Systemlogik in einer bestimmten Reihenfol-
ge vorliegen (es darf kein Systemobjekt als Zulaufelement angegeben sein bevor es nicht
definiert wurde) Zur Berechnung einer Reihenfolge unter diesem Kriterium dient die Funkti-
on Pruumlfen und Sortieren In ihr wird die Systemlogik auf Ringschluumlsse nicht zugeordnete
Systemobjekte und andere Inkonsistenzen gepruumlft sowie aus dem konsistenten System eine
Reihenfolge fuumlr die Berechnung im Simulationsprogramm ermittelt
Ohne erfolgreiche Pruumlfung kann eine Simulation nicht gestartet werden
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Aufstellung der Systemlogik erforderlich oder waumlhlbar
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Name des Systemelements
Kennung (Typ + Index) Kennung des Systemelements
Ablauf 1 Kennung des ersten Ablaufelementes
Ablauf 2 Kennung des zweiten Ablaufelementes
Ruumlckstau Simulationsoption zum Abschalten der Beruumlcksichtigung von aktivierbaren Spei-chervolumina im Kanalnetz fuumlr das jeweilige Systemelement und dessen Oberlie-ger bis zum naumlchsten Bauwerk falls globale Simulationsoption fuumlr Ruumlckstau ge-setzt
EreigEntl Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumina Schmutzfrachten) in die Ausgabedatei EEE wenn im Formular Allgemeine An-gaben die globale Ausgabeoption EreignisseEntlastung gesetzt ist
BW-Buch Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) Sofern im Formular Allgemeine Angaben die Option Bauwerksbuch nicht gesetzt ist kann dies hier uumlbersteuert werden
Welle Ausgabeoption zum Schreiben von Ganglinien bei Regenereignissen (SMUSI-Definition) in die Ausgabedatei _WELASC wenn im Formular Allgemeine Angaben die globale Ausgabeoption Wellenausgabe gesetzt ist
8
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
132 Hinweise
1 Der korrekte Aufbau der Systemlogik insbesondere die Gebietsabstraktion die Zuord-
nung der Teileinzugsgebiete zu den jeweiligen Entlastungsanlagen ist Grundbestandteil
einer sachgerechten Simulation Dies ist anhand des vorgelegten Kartenmaterials in jedem
Fall zu pruumlfen
133 Beispiele zum Systemaufbau
1331 Gebietsabstraktion
In SMUSI werden drei Flaumlchenarten unterschieden
bull Auszligengebiete (AUS)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Mischsystem (FKA)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem (TRN)
Die Abstraktion der realen Flaumlchen in die SMUSI-Systemelemente erfolgt unter hydrologi-
schen Gesichtspunkten dh Flaumlchen mit aumlhnlichen Uumlbertragungseigenschaften die zu einem
Punkt hin entwaumlssern werden zu einer Einheit zusammengefasst (siehe Abb 1)
F10
A10
Abb 1 Beispiel zur Gebietsabstraktion
Der Entwaumlsserungspunkt ist zugleich der Zulauf zum folgenden Systemelement (Sammler
Verzweigung Regenuumlberlauf oder Becken) Je nach Flaumlchengroumlszlige und zugehoumlrigem Entwaumls-
serungssystem koumlnnen unterschiedliche Ersatzsysteme sinnvoll sein (siehe Abb 2)
9
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
15
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
17
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
19
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
20
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
25
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
31
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
32
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
33
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
34
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
35
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
36
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
37
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
38
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
39
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
48
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
49
Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
53
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
54
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
55
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
56
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
57
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Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
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konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
60
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Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
61
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
62
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
63
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
64
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
65
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
66
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
67
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
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238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
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239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
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2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
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2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
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Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Becken (BEK)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Drossel (DRO)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Jahresgang (JGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
-
- Trockenwettergang (TWA)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
12 Allgemeine Angaben (ALL)
121 Kenngroumlszligen
In den Allgemeinen Angaben sind beschreibende Angaben zur Berechnungsvariante Daten
zur Simulationssteuerung und Optionen zusammengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Hauptuumlberschriften 3 Zeilen Hauptuumlberschriften zur Variantenbeschreibung
Bilanzzeitraum Simulationsbeginn (von) Simulationsende (bis) Achtung Immer mit voller Stunde (zB 0700) beginnen
Beckenfuumlllung (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Fuumlllung aller Becken beim Simulationsbeginn 00 rArr alle Becken sind leer 1000 rArr alle Becken sind voll
Anfangsverlust (Anfangsbedingungen)
Prozentuale Beruumlcksichtigung der Anfangsverluste (Mulden- und Benetzungsverluste) 00 rArr kein Anfangsverlust 1000 rArr maximaler Anfangsverlust
echte Regenreihe Simulation mit echten (ja) oder hessischen repraumlsentativen (nein) Regenreihen es ergeben sich Unterschiede bei der Abschaumltzung des mittleren Abflussbeiwer-tes und damit der Regenwasserkonzentrationen
Hessen Festlegung ob mit flaumlchenspezifischen Schmutzpotentialen gerechnet wird (in Hessen ist per Erlass mit SMUSI-Standardwerten zu rechnen)
Muldenverluste Angabe der Muldenverluste fuumlr kanalisierte Flaumlchen in Abhaumlngigkeit einer Nei-gungsklasse in mm
Absetzklassen von AFS in Becken
Festlegung der Absetzwirkungen fuumlr abfiltrierbare Stoffe (AFS) in Becken fuumlr unterschiedliche Absetzklassen in Prozent
An AFS gebundene Absetzwirkungen
Prozentuale Bindung der anderen Schmutzstoffe an die abfiltrierbaren Stoffe
Ruumlckstau Globale Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung von aktivierbarem Speichervo-lumen im Kanalnetz
Urbane Verdunstung Simulationsoption zur Beruumlcksichtigung einer Anpassung des Verdunstungsan-satzes fuumlr unversiegelte Flaumlchen (SMUSI-Standard) an die Verhaumlltnisse auf versiegelten Flaumlchen
Trockenwettergang Ausgabeoption zum Schreiben der Trockenwetterganglinie an der Klaumlranlage in die Ausgabedatei TWA
Einzelereignisse Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumi-na) aller Systemelemente bei Entlastungsereignissen in die Ausgabedatei ERG
EreignisseEntlastung Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Spei-chervolumina Schmutzfrachten) ausgewaumlhlter Ereignisse ermoumlglicht
6
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bauwerksbuch Globale Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) fuumlr alle Bauwerke
Kenngroumlszligen A128 Ausgabeoption zum Schreiben einer Tabelle in den Summenwerten in der die Kenngroumlszligen des Entwaumlsserungssystems nach dem ATV-Arbeitsblatt A 128 zusammengefasst werden
Wellenausgabe Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Ganglinien (Abfluumlsse Speicher-volumina) ausgewaumlhlter Systemelemente ermoumlglicht
Schmutzstoff Auswahl des Schmutzstoffs dessen Konzentrationswerte in die Wellendatei geschrieben werden
CSV-Format Globale Ausgabeoption zur Definition des Formates der Wellenausgabe Das CSV-Format ist von Tabellenkalkulationsprogrammen EXCEL direkt einlesbar
Animation Ausgabeoption zum Schreiben einer Ergebnisdatei mit der das Zusatzpro-gramm Grafischer Systemeditor einige Simulationsergebnisse in Form eines Films als visuelle Animation darstellen kann
122 Hinweise
1 Unter Verwendung der in Hessen vorgeschriebenen Standardregenreihen muss der Simu-
lationszeitraum vom 01031968 0000 bis zum 301168 2359 gesetzt sein
2 Bei Verwendung der hessischen Standardregenreihen darf die Option bdquoechte Regenreihenldquo
nicht gewaumlhlt sein
3 Sofern die Option Ruumlckstau gesetzt ist muumlssen unbedingt fuumlr die Sammler Becken und
Regenuumlberlaumlufe fuumlr die eine Ermittlung des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens vorgenom-
men werden soll die korrekten Sohlhoumlhen angegeben werden da es ansonsten zu einer
Verfaumllschung der Berechnungsergebnisse kommt
4 Die Ausgabeoptionen Wellenausgabe und Animation sollte nicht im Rahmen einer Lang-
zeitsimulation gesetzt werden da die entstehende Ergebnisdatei mehrere 100 MByte um-
fassen kann
13 Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
131 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Systemlogik wird die Verknuumlpfung (Zulauf-Ablaufbeziehungen) der einzel-
nen Systemobjekte untereinander bezeichnet Erst die Angabe dieser Verknuumlpfungen ermoumlg-
licht es dem Simulationsprogramm die Berechnung des Niederschlag-Abfluss-Prozesses fuumlr
die einzelnen Elemente durchzufuumlhren
7
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die zentrale Funktion zur Aufstellung der Systemlogik ist neben der Gebietsabstraktion die
Zuordnung der Ablaumlufe der anderen Systemobjekte Es werden prinzipiell nur Ablaumlufe zuge-
ordnet die Zulaumlufe werden auf Basis der Angaben zu den Ablaumlufen automatisch ermittelt
Um dem Anwender von SMUSI ein Hilfsmittel zur komfortablen Erstellung und Bearbeitung
von Systemlogiken zur Verfuumlgung zu stellen steht ein grafischer Systemeditor zur Verfuuml-
gung Mit seiner Hilfe kann die Systemlogik in grafischer Form direkt am Bildschirm erstellt
und ausgedruckt werden Die mit dem Systemeditor erstellte Verknuumlpfung des Systems wird
von SMUSI uumlbernommen
Fuumlr die Durchfuumlhrung einer Simulation muss die Systemlogik in einer bestimmten Reihenfol-
ge vorliegen (es darf kein Systemobjekt als Zulaufelement angegeben sein bevor es nicht
definiert wurde) Zur Berechnung einer Reihenfolge unter diesem Kriterium dient die Funkti-
on Pruumlfen und Sortieren In ihr wird die Systemlogik auf Ringschluumlsse nicht zugeordnete
Systemobjekte und andere Inkonsistenzen gepruumlft sowie aus dem konsistenten System eine
Reihenfolge fuumlr die Berechnung im Simulationsprogramm ermittelt
Ohne erfolgreiche Pruumlfung kann eine Simulation nicht gestartet werden
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Aufstellung der Systemlogik erforderlich oder waumlhlbar
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Name des Systemelements
Kennung (Typ + Index) Kennung des Systemelements
Ablauf 1 Kennung des ersten Ablaufelementes
Ablauf 2 Kennung des zweiten Ablaufelementes
Ruumlckstau Simulationsoption zum Abschalten der Beruumlcksichtigung von aktivierbaren Spei-chervolumina im Kanalnetz fuumlr das jeweilige Systemelement und dessen Oberlie-ger bis zum naumlchsten Bauwerk falls globale Simulationsoption fuumlr Ruumlckstau ge-setzt
EreigEntl Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumina Schmutzfrachten) in die Ausgabedatei EEE wenn im Formular Allgemeine An-gaben die globale Ausgabeoption EreignisseEntlastung gesetzt ist
BW-Buch Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) Sofern im Formular Allgemeine Angaben die Option Bauwerksbuch nicht gesetzt ist kann dies hier uumlbersteuert werden
Welle Ausgabeoption zum Schreiben von Ganglinien bei Regenereignissen (SMUSI-Definition) in die Ausgabedatei _WELASC wenn im Formular Allgemeine Angaben die globale Ausgabeoption Wellenausgabe gesetzt ist
8
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
132 Hinweise
1 Der korrekte Aufbau der Systemlogik insbesondere die Gebietsabstraktion die Zuord-
nung der Teileinzugsgebiete zu den jeweiligen Entlastungsanlagen ist Grundbestandteil
einer sachgerechten Simulation Dies ist anhand des vorgelegten Kartenmaterials in jedem
Fall zu pruumlfen
133 Beispiele zum Systemaufbau
1331 Gebietsabstraktion
In SMUSI werden drei Flaumlchenarten unterschieden
bull Auszligengebiete (AUS)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Mischsystem (FKA)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem (TRN)
Die Abstraktion der realen Flaumlchen in die SMUSI-Systemelemente erfolgt unter hydrologi-
schen Gesichtspunkten dh Flaumlchen mit aumlhnlichen Uumlbertragungseigenschaften die zu einem
Punkt hin entwaumlssern werden zu einer Einheit zusammengefasst (siehe Abb 1)
F10
A10
Abb 1 Beispiel zur Gebietsabstraktion
Der Entwaumlsserungspunkt ist zugleich der Zulauf zum folgenden Systemelement (Sammler
Verzweigung Regenuumlberlauf oder Becken) Je nach Flaumlchengroumlszlige und zugehoumlrigem Entwaumls-
serungssystem koumlnnen unterschiedliche Ersatzsysteme sinnvoll sein (siehe Abb 2)
9
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
15
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
17
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
19
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
20
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
25
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
31
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
32
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
33
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
34
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
35
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
36
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
37
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
38
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
39
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
48
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
49
Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
53
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
54
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
55
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
56
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
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Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
60
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Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
61
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
62
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
63
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
64
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
65
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
66
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
67
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
68
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
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239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
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2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
79
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
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Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Becken (BEK)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Drossel (DRO)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Jahresgang (JGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
-
- Trockenwettergang (TWA)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bauwerksbuch Globale Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) fuumlr alle Bauwerke
Kenngroumlszligen A128 Ausgabeoption zum Schreiben einer Tabelle in den Summenwerten in der die Kenngroumlszligen des Entwaumlsserungssystems nach dem ATV-Arbeitsblatt A 128 zusammengefasst werden
Wellenausgabe Globale Ausgabeoption die das Schreiben von Ganglinien (Abfluumlsse Speicher-volumina) ausgewaumlhlter Systemelemente ermoumlglicht
Schmutzstoff Auswahl des Schmutzstoffs dessen Konzentrationswerte in die Wellendatei geschrieben werden
CSV-Format Globale Ausgabeoption zur Definition des Formates der Wellenausgabe Das CSV-Format ist von Tabellenkalkulationsprogrammen EXCEL direkt einlesbar
Animation Ausgabeoption zum Schreiben einer Ergebnisdatei mit der das Zusatzpro-gramm Grafischer Systemeditor einige Simulationsergebnisse in Form eines Films als visuelle Animation darstellen kann
122 Hinweise
1 Unter Verwendung der in Hessen vorgeschriebenen Standardregenreihen muss der Simu-
lationszeitraum vom 01031968 0000 bis zum 301168 2359 gesetzt sein
2 Bei Verwendung der hessischen Standardregenreihen darf die Option bdquoechte Regenreihenldquo
nicht gewaumlhlt sein
3 Sofern die Option Ruumlckstau gesetzt ist muumlssen unbedingt fuumlr die Sammler Becken und
Regenuumlberlaumlufe fuumlr die eine Ermittlung des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens vorgenom-
men werden soll die korrekten Sohlhoumlhen angegeben werden da es ansonsten zu einer
Verfaumllschung der Berechnungsergebnisse kommt
4 Die Ausgabeoptionen Wellenausgabe und Animation sollte nicht im Rahmen einer Lang-
zeitsimulation gesetzt werden da die entstehende Ergebnisdatei mehrere 100 MByte um-
fassen kann
13 Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
131 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Systemlogik wird die Verknuumlpfung (Zulauf-Ablaufbeziehungen) der einzel-
nen Systemobjekte untereinander bezeichnet Erst die Angabe dieser Verknuumlpfungen ermoumlg-
licht es dem Simulationsprogramm die Berechnung des Niederschlag-Abfluss-Prozesses fuumlr
die einzelnen Elemente durchzufuumlhren
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die zentrale Funktion zur Aufstellung der Systemlogik ist neben der Gebietsabstraktion die
Zuordnung der Ablaumlufe der anderen Systemobjekte Es werden prinzipiell nur Ablaumlufe zuge-
ordnet die Zulaumlufe werden auf Basis der Angaben zu den Ablaumlufen automatisch ermittelt
Um dem Anwender von SMUSI ein Hilfsmittel zur komfortablen Erstellung und Bearbeitung
von Systemlogiken zur Verfuumlgung zu stellen steht ein grafischer Systemeditor zur Verfuuml-
gung Mit seiner Hilfe kann die Systemlogik in grafischer Form direkt am Bildschirm erstellt
und ausgedruckt werden Die mit dem Systemeditor erstellte Verknuumlpfung des Systems wird
von SMUSI uumlbernommen
Fuumlr die Durchfuumlhrung einer Simulation muss die Systemlogik in einer bestimmten Reihenfol-
ge vorliegen (es darf kein Systemobjekt als Zulaufelement angegeben sein bevor es nicht
definiert wurde) Zur Berechnung einer Reihenfolge unter diesem Kriterium dient die Funkti-
on Pruumlfen und Sortieren In ihr wird die Systemlogik auf Ringschluumlsse nicht zugeordnete
Systemobjekte und andere Inkonsistenzen gepruumlft sowie aus dem konsistenten System eine
Reihenfolge fuumlr die Berechnung im Simulationsprogramm ermittelt
Ohne erfolgreiche Pruumlfung kann eine Simulation nicht gestartet werden
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Aufstellung der Systemlogik erforderlich oder waumlhlbar
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Name des Systemelements
Kennung (Typ + Index) Kennung des Systemelements
Ablauf 1 Kennung des ersten Ablaufelementes
Ablauf 2 Kennung des zweiten Ablaufelementes
Ruumlckstau Simulationsoption zum Abschalten der Beruumlcksichtigung von aktivierbaren Spei-chervolumina im Kanalnetz fuumlr das jeweilige Systemelement und dessen Oberlie-ger bis zum naumlchsten Bauwerk falls globale Simulationsoption fuumlr Ruumlckstau ge-setzt
EreigEntl Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumina Schmutzfrachten) in die Ausgabedatei EEE wenn im Formular Allgemeine An-gaben die globale Ausgabeoption EreignisseEntlastung gesetzt ist
BW-Buch Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) Sofern im Formular Allgemeine Angaben die Option Bauwerksbuch nicht gesetzt ist kann dies hier uumlbersteuert werden
Welle Ausgabeoption zum Schreiben von Ganglinien bei Regenereignissen (SMUSI-Definition) in die Ausgabedatei _WELASC wenn im Formular Allgemeine Angaben die globale Ausgabeoption Wellenausgabe gesetzt ist
8
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
132 Hinweise
1 Der korrekte Aufbau der Systemlogik insbesondere die Gebietsabstraktion die Zuord-
nung der Teileinzugsgebiete zu den jeweiligen Entlastungsanlagen ist Grundbestandteil
einer sachgerechten Simulation Dies ist anhand des vorgelegten Kartenmaterials in jedem
Fall zu pruumlfen
133 Beispiele zum Systemaufbau
1331 Gebietsabstraktion
In SMUSI werden drei Flaumlchenarten unterschieden
bull Auszligengebiete (AUS)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Mischsystem (FKA)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem (TRN)
Die Abstraktion der realen Flaumlchen in die SMUSI-Systemelemente erfolgt unter hydrologi-
schen Gesichtspunkten dh Flaumlchen mit aumlhnlichen Uumlbertragungseigenschaften die zu einem
Punkt hin entwaumlssern werden zu einer Einheit zusammengefasst (siehe Abb 1)
F10
A10
Abb 1 Beispiel zur Gebietsabstraktion
Der Entwaumlsserungspunkt ist zugleich der Zulauf zum folgenden Systemelement (Sammler
Verzweigung Regenuumlberlauf oder Becken) Je nach Flaumlchengroumlszlige und zugehoumlrigem Entwaumls-
serungssystem koumlnnen unterschiedliche Ersatzsysteme sinnvoll sein (siehe Abb 2)
9
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
15
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
17
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
19
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
20
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
31
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
32
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
33
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
34
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
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Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
39
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
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fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
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Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
53
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
57
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
58
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
59
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
60
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
61
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
62
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
63
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
64
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
65
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
66
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
67
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
69
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
70
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
71
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
72
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
73
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
74
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
75
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
76
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
77
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
78
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
79
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
80
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
84
Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
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- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
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- Einzeleineiter (EIN)
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- Kenngroumlszligen
- Hinweise
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- Sammler (SAM)
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- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
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- Kenngroumlszligen
- Hinweise
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- Becken (BEK)
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- Kenngroumlszligen
- Hinweise
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- Drossel (DRO)
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- Kenngroumlszligen
- Hinweise
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- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
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- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
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- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
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- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
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- Jahresgang (JGG)
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- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
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- Trockenwettergang (TWA)
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- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
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- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
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- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
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- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
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- Beschreibung
- Hinweise
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- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
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- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die zentrale Funktion zur Aufstellung der Systemlogik ist neben der Gebietsabstraktion die
Zuordnung der Ablaumlufe der anderen Systemobjekte Es werden prinzipiell nur Ablaumlufe zuge-
ordnet die Zulaumlufe werden auf Basis der Angaben zu den Ablaumlufen automatisch ermittelt
Um dem Anwender von SMUSI ein Hilfsmittel zur komfortablen Erstellung und Bearbeitung
von Systemlogiken zur Verfuumlgung zu stellen steht ein grafischer Systemeditor zur Verfuuml-
gung Mit seiner Hilfe kann die Systemlogik in grafischer Form direkt am Bildschirm erstellt
und ausgedruckt werden Die mit dem Systemeditor erstellte Verknuumlpfung des Systems wird
von SMUSI uumlbernommen
Fuumlr die Durchfuumlhrung einer Simulation muss die Systemlogik in einer bestimmten Reihenfol-
ge vorliegen (es darf kein Systemobjekt als Zulaufelement angegeben sein bevor es nicht
definiert wurde) Zur Berechnung einer Reihenfolge unter diesem Kriterium dient die Funkti-
on Pruumlfen und Sortieren In ihr wird die Systemlogik auf Ringschluumlsse nicht zugeordnete
Systemobjekte und andere Inkonsistenzen gepruumlft sowie aus dem konsistenten System eine
Reihenfolge fuumlr die Berechnung im Simulationsprogramm ermittelt
Ohne erfolgreiche Pruumlfung kann eine Simulation nicht gestartet werden
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Aufstellung der Systemlogik erforderlich oder waumlhlbar
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Name des Systemelements
Kennung (Typ + Index) Kennung des Systemelements
Ablauf 1 Kennung des ersten Ablaufelementes
Ablauf 2 Kennung des zweiten Ablaufelementes
Ruumlckstau Simulationsoption zum Abschalten der Beruumlcksichtigung von aktivierbaren Spei-chervolumina im Kanalnetz fuumlr das jeweilige Systemelement und dessen Oberlie-ger bis zum naumlchsten Bauwerk falls globale Simulationsoption fuumlr Ruumlckstau ge-setzt
EreigEntl Ausgabeoption zum Schreiben von Maximalwerten (Abfluumlsse Speichervolumina Schmutzfrachten) in die Ausgabedatei EEE wenn im Formular Allgemeine An-gaben die globale Ausgabeoption EreignisseEntlastung gesetzt ist
BW-Buch Ausgabeoption zum Schreiben eines Bauwerksbuchs mit den fuumlr die Berechnung relevanten Kenngroumlszligen (Houmlhenkoten Kennlinienwerten uauml) Sofern im Formular Allgemeine Angaben die Option Bauwerksbuch nicht gesetzt ist kann dies hier uumlbersteuert werden
Welle Ausgabeoption zum Schreiben von Ganglinien bei Regenereignissen (SMUSI-Definition) in die Ausgabedatei _WELASC wenn im Formular Allgemeine Angaben die globale Ausgabeoption Wellenausgabe gesetzt ist
8
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
132 Hinweise
1 Der korrekte Aufbau der Systemlogik insbesondere die Gebietsabstraktion die Zuord-
nung der Teileinzugsgebiete zu den jeweiligen Entlastungsanlagen ist Grundbestandteil
einer sachgerechten Simulation Dies ist anhand des vorgelegten Kartenmaterials in jedem
Fall zu pruumlfen
133 Beispiele zum Systemaufbau
1331 Gebietsabstraktion
In SMUSI werden drei Flaumlchenarten unterschieden
bull Auszligengebiete (AUS)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Mischsystem (FKA)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem (TRN)
Die Abstraktion der realen Flaumlchen in die SMUSI-Systemelemente erfolgt unter hydrologi-
schen Gesichtspunkten dh Flaumlchen mit aumlhnlichen Uumlbertragungseigenschaften die zu einem
Punkt hin entwaumlssern werden zu einer Einheit zusammengefasst (siehe Abb 1)
F10
A10
Abb 1 Beispiel zur Gebietsabstraktion
Der Entwaumlsserungspunkt ist zugleich der Zulauf zum folgenden Systemelement (Sammler
Verzweigung Regenuumlberlauf oder Becken) Je nach Flaumlchengroumlszlige und zugehoumlrigem Entwaumls-
serungssystem koumlnnen unterschiedliche Ersatzsysteme sinnvoll sein (siehe Abb 2)
9
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
15
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
17
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
19
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
20
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
25
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
31
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
32
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
33
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
34
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
35
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
36
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
37
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
38
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
39
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
48
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
49
Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
53
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
54
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
55
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
56
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
57
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
58
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
59
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
60
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
61
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
62
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
63
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
64
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
65
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
66
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
67
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
68
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
69
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
70
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
71
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
72
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
73
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
74
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
75
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
77
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
78
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
79
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
80
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
84
Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Becken (BEK)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Drossel (DRO)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Jahresgang (JGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
-
- Trockenwettergang (TWA)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
132 Hinweise
1 Der korrekte Aufbau der Systemlogik insbesondere die Gebietsabstraktion die Zuord-
nung der Teileinzugsgebiete zu den jeweiligen Entlastungsanlagen ist Grundbestandteil
einer sachgerechten Simulation Dies ist anhand des vorgelegten Kartenmaterials in jedem
Fall zu pruumlfen
133 Beispiele zum Systemaufbau
1331 Gebietsabstraktion
In SMUSI werden drei Flaumlchenarten unterschieden
bull Auszligengebiete (AUS)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Mischsystem (FKA)
bull Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem (TRN)
Die Abstraktion der realen Flaumlchen in die SMUSI-Systemelemente erfolgt unter hydrologi-
schen Gesichtspunkten dh Flaumlchen mit aumlhnlichen Uumlbertragungseigenschaften die zu einem
Punkt hin entwaumlssern werden zu einer Einheit zusammengefasst (siehe Abb 1)
F10
A10
Abb 1 Beispiel zur Gebietsabstraktion
Der Entwaumlsserungspunkt ist zugleich der Zulauf zum folgenden Systemelement (Sammler
Verzweigung Regenuumlberlauf oder Becken) Je nach Flaumlchengroumlszlige und zugehoumlrigem Entwaumls-
serungssystem koumlnnen unterschiedliche Ersatzsysteme sinnvoll sein (siehe Abb 2)
9
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
19
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
20
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
22
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
23
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
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Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
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ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
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grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
37
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
38
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
39
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
48
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
49
Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
61
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
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2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
67
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
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2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
72
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
74
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
75
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
76
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
77
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
78
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
79
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
80
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
84
Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Becken (BEK)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Drossel (DRO)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Jahresgang (JGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
-
- Trockenwettergang (TWA)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Abstraktion in SMUSI
F10L
F11
L
Reales System
Abb 2 Beispiel zur Abstraktion unterschiedlicher Ersatzsysteme
Fuumlr die kanalisierten Flaumlchen sind die Flaumlchengroumlszligen und der zugehoumlrige Versiegelungsgrad
sowie der mittlere Trockenwetterabfluss mit besonderer Sorgfalt zu erheben da sie als sensi-
tive Kenngroumlszligen einen starken Einfluss auf die Simulationsergebnisse nehmen
1332 Gebietsunterteilung
bull Auszligengebiete
Der Einfluss der Auszligengebiete auf den Gesamtabfluss eines staumldtischen Einzugsgebiets ist
idR eher von untergeordneter Bedeutung so dass auf einen uumlbertriebenen Detaillierungs-
grad verzichtet werden kann dh die weitere Unterteilung eines Auszligengebiets ist uumlberfluumlssig
Auszligengebiete mit aumlhnlichem Uumlbertragungsverhalten koumlnnen zusammengefasst werden
bull Kanalisierte Flaumlchen (Mischsystem)
Nachfolgend werden die Kriterien beschrieben unter denen eine Gebietsunterteilung in
SMUSI notwendig wird damit die Berechnungsalgorithmen zuverlaumlssige Ergebnisse liefern
10
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
15
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
17
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
19
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
20
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
21
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
22
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
25
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
26
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
27
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
28
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
29
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
31
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
32
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
33
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
34
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
35
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
36
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
37
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
39
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
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Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
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wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
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2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
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22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
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222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
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Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
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2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
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konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
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Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
66
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
67
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
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2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
72
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
74
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
76
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
78
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
79
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
80
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
84
Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Becken (BEK)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Drossel (DRO)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Klaumlranlage (KLA)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Jahresgang (JGG)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Schmutzpotential (POT)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
-
- Trockenwettergang (TWA)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte (SUM)
-
- Summenwerte - Deckblatt 1
-
- Beschreibung
-
- Summenwerte - Deckblatt 2
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bauwerksbuch (BWB)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilterergebnisse (BFS)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
-
- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
- Animationen (ANI)
-
- Beschreibung
- Hinweise
-
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Gesamtflieszligzeit
Betraumlgt die Gesamtflieszligzeit tf einer definierten Flaumlche mehr als 15-20 Minuten (3-4 Berech-
nungszeitintervalle) sollte diese Flaumlche unterteilt werden (siehe Abb 3)
F11
F10 (mit tf lt15) F11(mit tf lt 15)
L
L2 L2
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 3 Gebietsunterteilung wegen zu groszliger Gesamtflieszligzeit
Flieszligzeitunterschiede
Fuumlhren zu einem Entlastungsbauwerk Sammlerstraumlnge mit unterschiedlicher Flieszligzeit sollten
sie entkoppelt werden (siehe Abb 4) Dies gilt jedoch nur wenn die zugehoumlrigen Flaumlchenan-
teile auch von Gewicht sind
F20
F21
F32
F30
F31 F32
Abstraktion in SMUSIReale Systeme
Abb 4 Gebietsunterteilung bei unterschiedlicher Flieszligzeit (dargestellte Laumlngen entsprechen der Flieszligzeit)
11
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Unterschiedliche Neigungsgruppen
Liegt das Einzugsgebiet einer Entlastung in stark unterschiedlichen Neigungsgruppen (zB
oberer Teil steil unterer Teil flach) sollte eine Gebietsunterteilung unbedingt vorgenommen
werden da die Verlustbildung auf der Oberflaumlche unterschiedlich ist (siehe Abb 5)
100
120
140
160
180
200220240
A 50
90
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 5 Gebietsunterteilung wegen unterschiedlichen Neigungen
Der Abfluss des Auszligengebietes A50 in Abb 5 kann uumlber eine Flieszligzeitverschiebung dem
Entlastungsbauwerk zugefuumlhrt werden
Unterschiedliche Versiegelungsgrade
Bei unterschiedlichen Versiegelungsgraden ist sofern die bisher aufgezaumlhlten Unterteilungs-
kriterien nicht zum Tragen kommen keine Unterteilung erforderlich Eine flaumlchengewichtete
Berechnung des mittleren Versiegelungsgrades ist ausreichend
Sollten jedoch unterschiedliche Flaumlchennutzungen vorliegen so kann eine Unterteilung im
Hinblick auf die bessere Zuordnung des Trockenwetterabflusses ratsam sein (siehe Abb 6)
VG = 70F41
VG = 30F40
Wohngebiet
Gewerbegebiet
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 6 Gebietsaufteilung aufgrund unterschiedlicher Gebietsstrukturen
12
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Einzugsgebietsgroumlszlige
In der Regel wird mit zunehmender Einzugsgebietsgroumlszlige eines der og Kriterien greifen und
eine Unterteilung erforderlich werden lassen Sofern die empfohlene Maximalgroumlszlige von 30 ha
nicht uumlberschritten wird ist die Einzugsgebietsgroumlszlige allein unerheblich fuumlr eine Gebietsunter-
teilung (siehe Abb 7)
tf = 8
tf = 7
tf = 8
F60 mit Ages lt 30 ha
Abstraktion in SMUSIReales System
Abb 7 Keine Gebietsunterteilung notwendig da die Flieszligzeiten der Hauptsammler nahezu gleich sind und A lt 30 ha ist
bull Trenngebiete (Kanalisierte Flaumlchen im Trennsystem)
In SMUSI werden ab der Version 40 Trenngebiete als eigener Flaumlchentyp behandelt Es wer-
den hierbei zwei Anwendungsfaumllle unterschieden
Trenngebiete ohne Fehlanschluumlsse
In die Eingabemaske werden vollkommen analog zu den kanalisierten Flaumlchen im Mischsys-
tem alle notwendigen Kenngroumlszligen zur Berechnung des Oberflaumlchenabflusses mit zugehoumlrigen
Schmutzfrachten eingegeben Bei der Simulation werden die Trockenwetterabflussanteile an
das unterhalb liegende Systemelement weitergeleitet Der ermittelte Oberflaumlchenabfluss sowie
die Schmutzfrachten werden ebenfalls bilanziert und in einer gesonderten Ergebnistabelle
ausgegeben Fuumlr diese Abflussanteile wird die Modellannahme getroffen dass sie nicht im
System verbleiben sondern direkt in den Vorfluter eingeleitet werden
Die Flaumlchenkenngroumlszligen werden im Ergebnisausdruck Systemkenngroumlszligen getrennt mit ausge-
geben
Anmerkung
Werden keine Flaumlchenkenngroumlszligen (Flieszligzeit Neigungsgruppe Versiegelungsgrad CN-Wert und Re-
genreihe) fuumlr das Trenngebiet angegeben erfolgt die Simulation lediglich fuumlr die Trockenwetterantei-
le Zur Ermittlung einer vollstaumlndigen Volumen- und Frachtbilanz ist diese Berechnungsmethode al-
lerdings nicht zu empfehlen
13
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen
Trenngebiete mit Fehlanschluumlssen werden mit Hilfe eines einfachen Ersatzsystems beruumlck-
sichtigt Hierzu ist im Anschluss an das Trenngebiet eine fiktive Verzweigung (Berechnungs-
typ - Naumlherung siehe 18) anzuordnen die nur einen Ablauf hat Mit Hilfe dieser Verzwei-
gung kann eine Obergrenze des Abflusses des Trennsystems angegeben werden indem der
maximale Abfluss des Gebiets als Drosselabfluss eingetragen wird
Fuumlr Abfluumlsse die diesen Wert uumlberschreiten wird die Modellannahme getroffen daszlig sie di-
rekt in den Vorfluter eingeleitet werden (siehe Abb 8)
T 2 0
F 2 0
T20
M i s c h s y s t e m
T r e n n s y s t e m m i t F ehla n s c h l uuml s s e n u n d O b e r g r e n z e d es A b f l u s s e s
fiktive Verzweigung mitQab = Obergrenze des Abfl u s s e s
Abstraktion in SMUSIR e a l e s S y ste m
Abb 8 Simulation von Trenngebieten mit Fehlanschluumlssen durch Ansatz einer fiktiven Verzweigung
Fuumlr solche Trenngebiete ist die Eingabe aller Flaumlchenkenngroumlszligen erforderlich Die einzelnen
Abfluss- und Verschmutzungsanteile werden waumlhrend der Simulation getrennt bilanziert und
in einer gesonderten Ergebnistabelle ausgegeben
1333 Sammler
In Entwaumlsserungssystemen werden zum Transport des Wassers Sammler angeordnet Samm-
ler verfuumlgen aufgrund ihrer geometrischen und Materialkenngroumlszligen uumlber Translations-
(Transport) und Retentions- (Speicher-) Eigenschaften In SMUSI kann in Simulationsrech-
nungen entweder nur die reine Translation durch Eingabe einer Flieszligzeitverschiebung oder
ebenfalls eine Wellenretention durch Angabe der notwendigen Sammlerkenngroumlszligen vorgese-
hen werden
Zusaumltzlich besteht ab der Version 40 die Moumlglichkeit das durch Bauwerke (Regenbecken
Regenuumlberlaumlufe mit hochgezogenen Schwellen) in Sammlern aktivierte statische Ruumlckstauvo-
lumen mit zu beruumlcksichtigen Hierzu ist allerdings die Eingabe der sohlbezogenen Houmlhen
sowohl fuumlr die jeweiligen Sammler als auch fuumlr die Bauwerke notwendig
14
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Je nach Zielsetzung der Simulationsrechnung sollte der Anwender abwaumlgen ob vorhandene
Datensaumltze aumllterer Versionen durch die realen Houmlhenkoten ergaumlnzt werden sollten Im Sinne
einer verbesserten Abbildung des tatsaumlchlichen Abflussgeschehens wird diese Vorgehenswei-
se jedoch dringend angeraten
Wahl repraumlsentativer Sammler
Neben der korrekten Ermittlung der Kenngroumlszligen der Sammler ist auch die richtige Abs-
traktion des realen Entwaumlsserungssystems fuumlr die Qualitaumlt der Simulationsergebnisse von ent-
scheidender Bedeutung Nachfolgend werden einige Hinweise zur Wahl von repraumlsentativen
Sammlern gegeben
Ein Einzugsgebiet ist in zwei Teilflaumlchen unterteilt worden (siehe Abb 9) Die Sammler zwi-
schen der Einleitung aus Teilgebiet F10 und der Entlastung haben ungefaumlhr gleiches Gefaumllle
so dass die Durchmesservergroumlszligerung von DN 600 auf DN 1000 auf den seitlichen Zufluumlssen
aus der Teilflaumlche F11 beruht Wird die Teilflaumlche F11 direkt an der Entlastung eingeleitet so
wird das Uumlbertragungsverhalten des Abflusses der Flaumlche F10 nach der Einleitung mit guter
Naumlherung durch die Wahl eines Transportsammlers des Durchmessers DN 600 abgebildet
Als Flieszligzeit fuumlr die Teilflaumlche F11 ist die laumlngste Flieszligzeit bis zur Entlastung zu waumlhlen
F11
F10
endguumlltig zu waumlhlen
DN 600
DN 600 DN 800 DN 1000
Abstraktion in SMUSI
Reales System
Abb 9 Wahl des repraumlsentativen Sammlers bei zwei Teilflaumlchen
Wird hingegen das Einzugsgebiet in 3 Teilflaumlchen unterteilt so empfiehlt sich eine Abstrakti-
on gemaumlszlig Abb 10 Als Flieszligzeit fuumlr das Zwischeneinzugsgebiet F12 ist die Flieszligzeit bis zur
Einleitungsstelle in den Sammler zu waumlhlen nicht die bis zur Entlastung
15
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F 1 1
F 1 0
e n d g uuml l t i g z u waumlhlen
D N 6 0 0
D N 6 00 D N 8 0 0 DN 1000
A b s t r a k t i o n i n SMUSI
Rea l e s S y s t e m
F 12
DN 1000 Abb 10 Wahl der repraumlsentativen Sammler bei drei Teilflaumlchen
Sollen die Sammlervolumen in der Simulation mit beruumlcksichtigt werden ist nicht unbedingt
eine weitere Unterteilung der Flaumlchen erforderlich Allerdings muumlssen die Sammler mit ihren
korrekten Abmessungen eingegeben werden
Nullsammler
Bei SMUSI koumlnnen nur 3 Zufluumlsse ein Systemelement belasten Wie Abb 11 zeigt ist dies
jedoch nicht immer ausreichend In solchen Situationen kann man sich mit der Einfuumlhrung
eines Nullsammlers helfen bei dem die Zuflusswellen zwar uumlberlagert aber ansonsten nicht
veraumlndert werden (siehe Abb 11)
S30S20 S30S20
Nullsammler S11(dtf = L = 0)
Abb 11 Systemaufsplittung durch Einfuumlgen eines Nullsammlers
16
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1334 Verzweigungen
Die Simulation von Verzweigungen oder Vermaschungen im Netz ist davon abhaumlngig ob der
verzweigte Abfluss ein oder zwei Entlastungsbauwerke beaufschlagt Laufen die Sammler
nach der Verzweigung an einem Entlastungsbauwerk wieder zusammen braucht die Ver-
zweigung nicht simuliert zu werden (siehe Abb 12 links) Werden hingegen zwei Entlas-
tungsbauwerke durch die Teilstroumlme der Verzweigung angestroumlmt ist die Simulation der Ver-
zweigung erforderlich (siehe Abb 12 rechts)
F10
F11
F20
F22F21
V20
Abstraktionin SMUSI
Reales System Abstraktionin SMUSI
Reales System
Abb 12 Simulation von Verzweigungen
Fuumlr die Berechnung von Verzweigungen stehen optional die drei Moumlglichkeiten Naumlherungs-
berechnung Angabe benutzerdefinierter Kennlinien und eine interne Kennlinienberechnung
(siehe 18) zur Verfuumlgung Sofern durch das Bauwerk ein relevantes Ruumlckstauvolumen akti-
viert wird undoder die Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen
Kennlinienberechnung empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen
der Verzweigung mit zugehoumlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben
und die Option Ruumlckstauberechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens
endet sobald ein anderes Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschie-
bung vorliegt oder fuumlr den jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausge-
schaltet wurde Bei der internen Kennlinienberechnung darf nur ein Sammler als direktes Zu-
laufelement (eine sog Beruhigungsstrecke) vorliegen (siehe Abb 13)
V e r z weigungRegenuumlberlauf
B e r u h i g u n gsstrecke
D r osselZ u l a u f s a m m l e r
Abb 13 Anordnung einer Beruhigungsstrecke bei Anwendung der internen Kennlinienberechnung
17
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 1335 Regenuumlberlaumlufe
Regenuumlberlaumlufe werden vollkommen analog zu Verzweigungen behandelt Einziger Unter-
schied ist dass die Abfluumlsse und Schmutzfrachten die nicht durch die Drossel weitergeleitet
werden entlasten dh in den Vorfluter eingeleitet werden
Zur Wahl des Berechnungstyps gilt ebenfalls das oben genannte
1336 Becken
Fuumlr Becken stehen in SMUSI ebenfalls die drei Berechnungsmoumlglichkeiten Naumlherung benut-
zerdefinierte Kennlinien und interne Kennlinienberechnung zur Verfuumlgung Sofern durch das
Bauwerk ein fuumlr die Simulation relevantes Ruumlckstauvolumen aktiviert wird undoder die
Drosselleistung houmlhenabhaumlngig ist wird die Anwendung der internen Kennlinienberechnung
empfohlen Hierzu muumlssen die korrekten geometrischen Kenngroumlszligen des Beckens mit zuge-
houmlriger Drossel sowie der oberhalb liegenden Sammler eingegeben und die Option Ruumlckstau-
berechnung gewaumlhlt werden Die Ermittlung des Ruumlckstauvolumens endet sobald ein anderes
Bauwerk erreicht wird ein Sammler mit reiner Flieszligzeitverschiebung vorliegt oder fuumlr den
jeweiligen Sammler die Ruumlckstauberuumlcksichtigung manuell ausgeschaltet wurde
Ab der Version 40 ist bei Becken die Wiedereinleitung von entlastetem Wasser in das Kanal-
netz moumlglich Hierzu ist analog zu einer Verzweigung in der Systemlogik ein zweites Ablauf-
element fuumlr das Becken anzugeben Da ein solches Becken nicht in den Vorfluter entlastet
werden in den Ergebnisausdrucken die entsprechenden Kennwerte (zB Entlastungsvolumen
Entlastungsdauer uauml) nicht aufgefuumlhrt
Im Anschluss oder in Verbindung mit Becken ist die Anordnung von weitergehenden Misch-
wasserbehandlungsmaszlignahmen moumlglich Hierzu wurden die Kenngroumlszligen der Becken um eine
Kennung fuumlr die jeweilige Maszlignahme erweitert (siehe Kap 19) Die Wirkungen der jeweili-
gen Maszlignahmen muumlssen zuvor in der entsprechenden Eingabemaske (WMB) definiert wer-
den Bei Anordnung einer weitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahme ist die Wie-
dereinleitung entlasteten Wassers nicht moumlglich
Anmerkung
Bei Anordnung eines Bodenfilters oder Versickerungsbeckens nach Abb 14 wird das uumlber den Klaumlr-
uumlberlauf entlastende Wasser dem Bodenfilter zugefuumlhrt das uumlber den Beckenuumlberlauf entlastende
Wasser wird direkt dh unbehandelt in den Vorfluter eingeleitet Dementsprechend ist die Anordnung
eines Bodenfilters nur in Verbindung mit einem Durchlaufbecken oder eine Stauraumkanal mit unten-
liegender Entlastung moumlglich
18
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
F11
F10
Abstraktion in SMUSI
Reales System
zur KLA
Bodenfilter
Becken
Becken mit WMB=BOF
KLA
Abb 14 Anordnung eines Bodenfilters als weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignahme
1337 Simulation von Pumpwerken
In Mischwassernetzen sind haumlufig Pumpwerke im Zusammenhang mit Uumlberlauf- und Ruumlck-
haltebecken zur Foumlrderung von Qab bzw zur Beckenentleerung anzutreffen Die Simulation
dieser Pumpwerke erfolgt automatisch durch das Element Becken durch Angabe einer ent-
sprechenden Kennlinie fuumlr den Drosselabfluss Daruumlber hinaus gibt es jedoch weitere Pump-
werke fuumlr die eine moumlgliche Simulation nachfolgend beschrieben wird
Mischwasserhebewerke
Wird der gesamte Mischwasserabfluss eines Sammlergebietes gehoben so ist bei SMUSI ein
Staukanal mit untenliegender Entlastung (SKU) groszligem Speicherinhalt und einer der Pump-
werksleistung entsprechenden Abgabemenge Qab anzusetzen Durch den Speicherinhalt wird
das Ruumlckstauvolumen des Kanalnetzes simuliert welches bei Zufluumlssen groumlszliger als die Pump-
werksleistung aktiviert wird
Die Ermittlung des Speichervolumens kann intern mit Hilfe der Ruumlckstauoption erfolgen
indem die Schwellenhoumlhe des SKU ausreichend hoch angegeben wird Die ermittelte Groumlszlige
des aktivierbaren Ruumlckstauvolumens kann dem Bauwerksbuch entnommen werden Der An-
satz eines SKU wird empfohlen da hierbei das gespeicherte Abwasser keiner Absetzwirkung
unterliegt Das Volumen ist auf jeden Fall so zu waumlhlen dass es zu keiner Entlastung des fik-
tiven SKU kommt
19
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Pumpwerke fuumlr Teilstroumlme
In Abb 15 wird das Pumpwerk hoch durch eine Verzweigung das Pumpwerk tief ge-
meinsam mit dem RUumlB als Becken simuliert Zur Verdeutlichung des Flieszligschemas ist die
Systemlogik auszugsweise mit angegeben
K L A P w k h o c h
P w k t i e f
V o r f l u t e r
R Uuml B
KLA V10
S70
S60S61
B70
Ersatzsystem
Systemlogik (SYS)===================
I---------------------- - - - - - - - - I - - - - - - - - - - - - - - - - I - - - - - - -----I---I---I---I---II S y s t e m I Z u l a u f I A b l auf I E I W I R I B II Beschreibung I N r I 1 2 3 I 1 2 I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-II I I I I I I I II Sammler S50 I S 5 0 I I V 1 0 I I I I II Sammler S60 I S 6 0 I I V 1 0 I I I I II Pumpwerk (hoch) I V 1 0 I S 5 0 S 6 0 I S 6 1 S62 I I I I II Sammler S62 I S 6 2 I V 1 0 I B 7 0 I I I I II Sammler S70 I S 7 0 I I B 7 0 I I I I II PWK (tief) u Becken I B 7 0 I S 6 2 S 7 0 I S 7 1 I I I I II Sammler S71 I S 7 1 I B 7 0 I S 6 1 I I I I II Sammler S61 I S 6 1 I V 1 0 S 7 1 I K L A I I I I II Klaeranlage I K L A I S 6 1 I I I I I II-+++++++++++++++++++++ + I - + + + + - I - + + + + - + + + + - + + + + - I - + + + + - ++++-I-+-I-+-I-+-I-+-I
Abb 15 Simulation von Pumpwerken fuumlr Teilstroumlme
Pumpwerke als Trennbauwerke
Ein Sonderfall von Pumpwerken liegt vor wenn sie quasi als Trennbauwerke angeordnet sind
(Abb 16)
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Pwk 1
RUumlB
Pwk 2Pwk 3
Gewaumlsser
Qzu
QBUuml
QKUuml
QzuKLA
QDRO
KLA
QzuRUumlB
QabKLA
Abb 16 Simulation von Pumpwerken als Trennbauwerke
20
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 In dem dargestellten Fall erfolgt die Aufteilung der Zuflussmenge folgendermaszligen
bull Pumpwerk1 (Pwk 1) foumlrdert in der Regel mehrstufig die maximal durch die Klaumlranlage zu
verarbeitende Wassermenge QzuKLA direkt zur Klaumlranlage
bull Pumpwerk 2 (Pwk 2) foumlrdert houmlhen- und somit zuflussabhaumlngig QzuRUumlB zum Regenuumlber-
laufbecken dass als Durchlaufbecken (DLB) im Nebenschluss angeordnet ist Hierbei ist
darauf zu achten dass die Klaumlrbedingung fuumlr das DLB eingehalten wird (QzuRUumlB le Qkrit)
Das Becken wird am Ende des Ereignisses durch eine Pumpe entleert
bull Pumpwerk 3 (Pwk 3) foumlrdert ebenfalls houmlhenabhaumlngig die Differenz des Gesamtzuflusses
minus der Summe aus Klaumlranlagen- und Beckenzufluss direkt in das empfangende Ge-
waumlsser und funktioniert somit quasi als Beckenuumlberlauf (QBUuml = Qzu ndash [QzuKLA + QzuRUumlB])
Ja nach Anforderung an die Genauigkeit und die vorliegenden Gegebenheiten gibt es prinzi-
piell drei Moumlglichkeiten eine solche Systemkonstellation abzubilden
1 Wenn lediglich Aussagen hinsichtlich der Gesamtentlastungsfracht gefordert sind und im
Zulauf nur unwesentliches Kanalvolumen beansprucht wird reicht die gemeinsame Simu-
lation aller drei Pumpwerke und des RUumlB als ein Becken aus dessen Kennlinie sich fol-
gendermaszligen ergibt
- Der Drosselabfluss entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA)
- Der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf entspricht der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Rest wird automatisch uumlber den Beckenuumlberlauf abgeschlagen
2 Wenn das Pumpwerk entsprechend seiner eigentlichen Funktion als Trennbauwerk also
quasi als Regenuumlberlauf betrachtet werden soll ist die Anordnung von zwei Systemele-
menten erforderlich Sofern wiederum kein nennenswerter Einfluss durch Ruumlckstau vor-
liegt kann das System in Form eines Regenuumlberlaufs mit anschlieszligenden Regenuumlberlauf-
becken abgebildet werden Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des RUuml entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Da das RUumlB in diesem Fall nie mehr Zufluss als die Summe des Drosselabflusses und des Abflusses uumlber den Klaumlruumlberlauf erhaumllt springt dessen Beckenuumlberlauf auch nicht an Diese Funktion uumlbernimmt nun folgerichtig der vorgeschaltete RUuml
21
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Wenn das Pumpwerk wie in Fall 2 entsprechend seiner Funktion als Trennbauwerk be-
trachtet werden soll im Gegensatz zu Fall 2 jedoch ein nennenswerter Einfluss durch
Ruumlckstau vorliegt muss zur sachgerechten Beruumlcksichtigung das Pumpwerk als SKU ab-
gebildet werden Das folgende Regenbecken wird wie in Fall 2 simuliert Die Abbildung
als SKU ist notwendig da SMUSI fuumlr ein RUuml keine Kennlinienwerte unterhalb der Entlas-
tungsschwelle kennt1 Die Kennlinien ergeben sich folgendermaszligen
- Der Drosselabfluss des SKU entspricht der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) plus der houmlhenabhaumlngigen Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Der Drosselabflussabfluss des RUumlB entspricht der maximalen Pumpleistung des Pwk 1 (QzuKLA) der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf der Pumpleistung des Pwk 2 (QzuRUumlB)
- Wie in Fall 2 erhaumllt auch hier das Becken nur soviel Zufluss wie durch den gemeinsa-men Abfluss aus Drossel und Klaumlruumlberlauf abgefuumlhrt werden kann Das Pumpwerk akti-viert allerdings nun Speichervolumen im Zulaufkanal das entsprechend der gesonderten Anforderungen an einen SKU (SFECSB lt 225 kghaAred) beruumlcksichtigt werden kann
1 Ein RUuml hat ja auch definitionsgemaumlszlig kein Speichervolumen insofern muss unterhalb der Schwelle Qab = Qzu sein da ansonsten die Volumenbilanz also die Kontinuitaumltsgleichung verletzt wuumlrde
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
14 Auszligengebiete (AUS)
141 Kenngroumlszligen
Mit Auszligengebieten werden die natuumlrlichen Einzugsgebiete des Entwaumlsserungsnetzes bezeich-
net deren Oberflaumlchenwasser zwar in die Kanalisation eingeleitet aber als unverschmutzt
betrachtet wird Charakterisiert werden die Auszligengebiete durch die folgenden Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Auszligengebiets
Flaumlche (A) Groumlszlige des Auszligengebiets [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad des Auszligengebiets durch Straszligen Wege oauml [-]
Houmlhe oben (Ho) Houmlchster Punkt im Gebiet [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Tiefster Punkt im Gebiet [m+NN]
Gebietslaumlnge (L) Laumlnge des Flieszligwegs zwischen Ho und Hu [m]
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Basisabflussspende (qB) mittlere jaumlhrliche Basisabflussspende [lskmsup2]
Jahresgang (KJ B) Jahresgang der Basisabflussspende
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert DVWK 1991
Die Abflussbildung von unversiegelten Flaumlchen wird in SMUSI nach dem SCS-Verfahren berechnet Zur Erfassung des Einflusses unterschiedlicher Bodenarten auf diesen Prozess werden vier Bodentypen unterschieden
Bodentyp A Boumlden mit groszligem Versickerungsvermoumlgen auch nach starker Vorbefeuchtung z B tiefe Sand- und Kiesboumlden
Bodentyp B Boumlden mit mittlerem Versickerungsvermoumlgen Tiefe bis maumlszligig tiefe Boumlden mit maumlszligig feiner bis grober Textur z B mitteltiefe Sandboumlden Loumlszlig (schwach) lehmiger Sand
Bodentyp C Boumlden mit geringem Versickerungsvermoumlgen Boumlden mit feiner bis maumlszligig feiner Textur oder mit wasserstauender Schicht z B flache Sandboumlden sandiger Lehm
Bodentyp D Boumlden mit sehr geringem Versickerungsvermoumlgen Tonboumlden sehr flache Boumlden uumlber nahezu undurchlaumlssigem Material Boumlden mit dauernd sehr hohem Grundwasserspiegel
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Je nach Bodennutzung wird jedem Bodentyp ein bestimmter CN-Wert zugeordnet
Bodennutzung CN-Wert in fuumlr Bodentyp
A B C D
Oumldland (ohne nennenswerten Bewuchs) 77 86 91 94
Hackfruumlchte Wein 70 80 87 90
Wein (Terrassen) 64 73 79 82
Getreide Futterpflanzen 64 76 84 88
Weide (normal) 49 69 79 84
(karg) 68 79 86 89
Dauerwiese 30 58 71 78
Wald (stark aufgelockert) 45 66 77 78
(mittel) 36 60 73 79
(dicht) 25 55 70 77
Sofern kein homogenes Auszligengebiet vorliegt ist zur Berechnung des mittleren CN-Wertes
eine flaumlchengewichtete Mittelung uumlber die Teilflaumlchen oder eine Aufteilung des Auszligengebie-
tes in Teilgebiete vorzunehmen
142 Hinweise
1 Die Gesamtgroumlszlige und der Anschlussgrad sollten so weit moumlglich aus dem vorgelegten
Kartenmaterial sowie mit Hilfe des Erlaumluterungsberichts uumlberpruumlft werden Zwar ist in der
Regel der Anteil des Oberflaumlchenabflusses von Auszligengebieten relativ gering aber die Ba-
sisabflussspende kann bei entsprechender Flaumlchengroumlszlige zu einem unrealistisch hohen
Fremdwasseranfall fuumlhren Generell sollten Auszligengebiete wenn es die Umstaumlnde zulas-
sen abgekoppelt werden
15 Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + TRN)
151 Kenngroumlszligen
Unter Kanalisierten Flaumlchen werden Gebiete verstanden von denen neben Oberflaumlchenab-
fluss auch haumlusliches und gewerbliches Schmutzwasser in die Kanalisation eingeleitet wird
Systemelemente vom Typ Kanalisierte Flaumlchen entwaumlssern laut SMUSI-Konvention im
Mischsystem
An das Kanalnetz angeschlossene Teilflaumlchen deren Entwaumlsserung im Trennverfahren er-
folgt werden als Trenngebiete bezeichnet Unterschieden wird in bdquovollkommeneldquo Trennge-
biete (dh ohne Regenabfluss in die Kanalisation) und in Trenngebiete mit Regenabfluss Der
Regenabfluss (in den Kanal) solcher Trenngebiete wird in der Simulation mitberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 sofern im Anschluss an dieses Trenngebiet eine sog fiktive Verzweigung angeordnet wird
Der maximal moumlgliche Abfluss des Trenngebiets ist fuumlr diese Verzweigung als Obergrenze
Qab einzugeben (siehe Kap 1332) Sofern diese Verzweigung nicht angeordnet wird wird
kein Regenabfluss in den Kanal simuliert Die aus Trenngebieten in die Gewaumlsser eingeleite-
ten Abfluumlsse und Schmutzfrachten werden bilanziert und in einer separaten Ergebnistabelle
aufgefuumlhrt
Die Stoffkonzentrationen des Schmutzwassers (haumluslich und gewerblich) koumlnnen einzeln an-
gegeben werden die Konzentrationen des Oberflaumlchenabflusses der versiegelten Flaumlchenan-
teile werden programmintern aus einem jaumlhrlichen Schmutzpotenzial ermittelt Der Abfluss
der unversiegelten Flaumlchenanteile wird als unverschmutzt angesehen
Charakterisiert werden die kanalisierten Flaumlchen bzw Trenngebiete durch die unten zusam-
mengestellten Kenngroumlszligen
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche
Flaumlche (A) Groumlszlige der kanalisierten Flaumlche [ha]
Versiegelungsgrad (VG) Versiegelungsgrad [-]
Neigungsgruppe (NG) Mittlere Neigungsgruppe des Teilgebiets nach ATV A-118
CN-Wert (CN) lowast CN-Wert des unbefestigten Flaumlchenanteils []
Flieszligzeit (tf) laumlngste Flieszligzeit im Kanal bei Vollfuumlllung [min]
Einwohnerzahl (EW) Einwohnerzahl der Teilflaumlche [-]
Regenreihe (R) Der Flaumlche zugehoumlrige Regenreihe
Schmutzpotenzial (S) Der Flaumlche zugehoumlriges Schmutzpotential (Flaumlchentyp)
haumluslicher Abfluss (Qh) taumlglicher haumluslicher Schmutzwasserabfluss [l(Esdotd)]
Tagesgang h (KT h) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
gewerblicher Abfluss (Qg) gewerblicher Schmutzwasserabfluss [l(ssdotha)]
Tagesgang g (KT g) Tagesgang des gewerblichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [l(ssdotha)]
Jahresgang F (KJ F) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
25
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
BSB Konzentration des biologischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chemischen Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des organisch gebundenen Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
BWN Option fuumlr Brauchwassernutzungsanlagen
A-Dach ges Anteil der Dach- bzw Hofflaumlchen der versiegelten Flaumlche des Gesamteinzugsge-bietes []
A-Dach angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Dach-Hofflaumlchen [] (prozentualer Anteil von A-Dach ges)
Einw angeschl Anteil der an die Brauchwassernutzung angeschlossenen Einwohner
Q-Entnahme taumlgliche Entnahme eines Einwohners aus dem Brauchwasserspeicher [lEsdotd]
Speichervol ges Gesamtvolumen der dezentralen Brauchwasserspeicher in dem Teilgebiet [msup3]
Uumlberlauftyp Kennung fuumlr den Uumlberlauftyp des Speichers oV = ohne Versickerung mV = mit Versickerung
Dachtyp Typ der Dachflaumlchen 0 = Neigung wie Gesamtflaumlche 1 = Steildach 2 = Flachdach
lowast Erlaumluterungen zum CN-Wert siehe Kap 141 (Auszligengebiete)
152 Hinweise
1 Mit besonderer Sorgfalt ist die Ermittlung der befestigten Flaumlche durchzufuumlhren aus der
der Versiegelungsgrad als Modellkenngroumlszlige abgeleitet wird Diese Kenngroumlszlige hat maszlig-
geblichen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen und ist als besonders sensitiv anzuse-
hen (siehe Sensitivitaumltsanalyse) Zu beachten ist bei einer Simulation mit SMUSI dass al-
le versiegelten Teilflaumlchen mit einem Endabflussbeiwert von ψend = 1 in die Berechnung
eingehen Da andere Simulationsmodelle zum Teil mit abgeminderten Endabflussbeiwer-
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
ten arbeiten koumlnnen bei gleichen Eingangskenngroumlszligen deutlich unterschiedliche Ergeb-
nisse berechnet werden Dies ist bei einem Ergebnisvergleich unbedingt zu beachten
Fuumlr die korrekte Flaumlchenermittlung sind alle Moumlglichkeiten der Datenerhebung in Betracht
zu ziehen (Ortsbegehung Luftbildauswertung Katasterkarten)
2 Neben der versiegelten Flaumlche hat auch der Trockenwetterabfluss maszliggeblichen Einfluss
auf erforderliche Speichergroumlszligen Dies gilt insbesondere bei Einzugsgebieten in denen
der Klaumlranlagenausbau abgeschlossen ist und somit der maximale Mischwasserabfluss zur
Klaumlranlage nur noch in engen Grenzen variiert werden kann2 Das erforderliche Speicher-
volumen haumlngt neben der angeschlossenen Flaumlche im wesentlichen von der Regenwasser-
abflussspende qr [l(ssdotha)] ab Diese errechnet sich aus der Differenz zwischen Drosselab-
fluss (im Falle der Klaumlranlage der maximale Mischwasserzufluss) und mittlerem Tro-
ckenwetterabfluss bezogen auf das versiegelte Direkteinzugsgebiet Dementsprechend
kann sie angesehen werden als das Maszlig fuumlr die an einem Bauwerk weitergeleitete Regen-
wassermenge Je groumlszliger die Regenwasserabflussspende der Klaumlranlage desto kleiner ist
das erforderliche Gesamtspeichervolumen In laumlndlichen Einzugsgebieten ist die Regenab-
flussspende qr aufgrund der geringen Einwohnerdichte in der Regel deutlich geringer (qr
= 04 ndash 06) als in dichter besiedelten Raumlumen (qr = 07 ndash 20) wodurch haumlufig ein Stadt-
Land Effekt hinsichtlich notwendiger Beckengroumlszligen unvermeidbar ist
Aus diesem Grund ist auf eine moumlglichst genaue Ermittlung des Trockenwetterabflusses
zu achten Dieser setzt sich zusammen aus dem haumluslichen Schmutzwasser (Produkt aus
Einwohnerzahl und Trinkwasserverbrauch) dem gewerblichen Schmutzwasser und dem
Fremdwasseranteil Die beiden letzten werden als Abflussspende angegeben die sich auf
die Gesamtflaumlche (versiegelter und unversiegelter Anteil) bezieht Auch hier sind alle po-
tenziellen Informationsquellen (Angaben zum Trinkwasserverbrauch Klaumlranlagentage-
buch weitere Messungen soweit vorhanden) bei der Ermittlung zu beruumlcksichtigen
3 Bei der Festlegung der Schmutzwasserkonzentration sollten ebenfalls die Eintragungen
des Klaumlranlagentagebuchs beruumlcksichtigt werden Sofern keine Messwerte verfuumlgbar sind
ist von einem spezifischen Schmutzanfall von 90 ndash 120 g CSBEWmiddotd auszugehen Der in
der SMUSI-Dokumentation angegebene Wert von 600 mgl ist lediglich als Anhaltswert
zu sehen der durch die Tendenz zum Wassersparen der letzten Jahre kritisch zu hinterfra-
gen ist Beispielsweise resultiert bei einem Trinkwasserverbrauch von 125 lEmiddotd und ei-
nem Schmutzanfall von 100 g CSBEWmiddotd eine Schmutzkonzentration von 800 mgl
2 Dies ist in Hessen zumindest bei den groumlszligeren Gemeinden der Regelfall
27
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Fuumlr die anderen Schmutzstoffe ist eine moumlglichst exakte Abschaumltzung der Konzentration
ebenfalls wuumlnschenswert Da die Beurteilung im Standardfall jedoch ausschlieszliglich durch
den Parameter CSB erfolgt sind sie eher von untergeordneter Bedeutung
4 Regenwassernutzungsanlagen sind nur zu beruumlcksichtigen sofern sie in dem jeweiligen
Einzugsgebiet flaumlchendeckend umgesetzt worden sind Sinnvolle Groumlszligenordnungen de-
zentraler Speicher liegen bei ca 1-15 m3EW Die Entnahmen aus einem dezentralen
Speicher sind von der jeweiligen Nutzung abhaumlngig Wird der Bedarf fuumlr die Toilettenspuuml-
lung und fuumlr das Putzwasser aus dem dezentralen Speicher gedeckt ist von einer Entnah-
me in der Groumlszligenordnung von 30-35 l Emiddotd auszugehen In diesem Fall ersetzt 1 m3 dezen-
trale Speichervolumen ca 14 bis 15 m3 zentrales Beckenvolumen
16 Einzeleineiter (EIN)
161 Kenngroumlszligen
Unter Einzeleinleitern werden Systemobjekte verstanden die lediglich Schmutzwasser und
evtl Fremdwasser in die Kanalisation einleiten
Folgende Kenngroumlszligen sind fuumlr Einzeleinleiter anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Einzeleinleiters
eingeleiteter Abfluss (Qe) Tagesmittelwert des Abflusses der Einzeleinleitung [ls]
Tagesgang Qe (KT Qe) Tagesgang des haumluslichen Schmutzwassers
Fremdwasser (Qf) mittlerer jaumlhrlicher Fremdwasserabfluss [ls]
Jahresgang Qf (KJ Qf) Jahresgang des Fremdwassers
AFS Konzentration der abfiltrierbaren Stoffe [mgl]
AFS -Tagesgang Tagesgang der AFS-Konzentration
BSB Konzentration des biol Sauerstoffbedarfs [mgl]
BSB -Tagesgang Tagesgang der BSB-Konzentration
CSB Konzentration des chem Sauerstoffbedarfs [mgl]
CSB -Tagesgang Tagesgang der CSB-Konzentration
TOC Konzentration des org geb Kohlenstoffs [mgl]
TOC -Tagesgang Tagesgang der TOC-Konzentration
NH4 Konzentration des Ammonium-Stickstoffs [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
NH4-Tagesgang Tagesgang der NH4-Konzentration
PO4 Konzentration des Phosphat-Phosphors [mgl]
PO4-Tagesgang Tagesgang der PO4-Konzentration
162 Hinweise
1 In den Versionen 3x von SMUSI wurden die Einzeleinleiter zum Teil zur Beruumlcksichti-
gung von Trenngebieten verwendet Durch das eigenstaumlndige Element Trenngebiet kann
dies ab der Version 40 entfallen Einzeleinleiter sind dementsprechend hauptsaumlchlich zur
Beruumlcksichtigung industrieller Einleitungen mit besonderem Tagesgang undoder vom
haumluslichen Abfluss stark abweichenden Schmutzkonzentrationen vorzusehen
17 Sammler (SAM)
171 Kenngroumlszligen
Mit dem Begriff Sammler werden alle in der Modellierung beruumlcksichtigten Transportelemen-
te in der Kanalisation bezeichnet
Es koumlnnen 6 Querprofiltypen beruumlcksichtigt werden
1 Kreis
2 Norm-Ei (HoumlheBreite =gt 32)
3 Norm-Maul (HoumlheBreite =gt 23)
4 Rechteck
5 Sonderprofil geschlossen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
6 Sonderprofil offen (uumlber HoumlheBreite Beziehung zu charakterisieren)
Zur Berechnung der Transporteigenschaften der Sammler stehen 2 Optionen zur Verfuumlgung
1 Flieszligzeit dh reine Translation durch Angabe der Flieszligzeitverschiebung
2 Geometrie dh Translation und Retention durch Angabe von geometrischen Daten
Zur Simulation von Sammlern werden folgende Kenngroumlszligen benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Sammlers
Berechnungstyp 1 = Berechnung uumlber Flieszligzeit 2 = Berechnung uumlber Geometrie
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Profiltyp 1 = Kreis 2 = Norm-Ei 3 = Norm-Maul 4 = Rechteck 5 = Sonderprofil (geschlossen) 6 = Sonderprofil (offen)
Flieszligzeit (tf) Flieszligzeitverschiebung [min]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Laumlnge (L) Sammlerlaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe des Sammlers oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe des Sammlers unten [m+NN]
maximale Breite (max B) Maximale Breite des Sammlers [m]
Flaumlche (F) Querschnittsflaumlche bei Vollfuumlllung [msup2] (nur fuumlr Rechteckquerschnitte)
Houmlhe (Unterformular) Wert fuumlr die Houmlhe bei Sonderprofilen [m+Sohle]
Breite (Unterformular) Wert fuumlr die Breite bei Sonderprofilen [m] lowastNur bei Sonderprofilen notwendig
172 Hinweise
1 In den aktuellen Merk- und Arbeitsblaumlttern der ATV (A128 M177) wird auf die Moumlglich-
keit hingewiesen vorhandenes Kanalvolumen fuumlr die Mischwasserbehandlung zu nutzen
sofern fuumlr den Nachweis ein geeignetes Berechnungsverfahren eingesetzt wird Das po-
tenziell zu beruumlcksichtigende Volumen ergibt sich hierbei durch eine geometrische Analy-
se des Kanalnetzes vor dem Entlastungsbauwerk Ausgehend von der niedrigsten Houmlhen-
kote einer vorhandenen Entlastung kann das Stauvolumen unterhalb des daraus resultie-
renden Ruumlckstaukeils beruumlcksichtigt werden Nach ATV-DVWK-M 177 sollten lediglich
Haltungen ab DN 800 uneingeschraumlnkt angesetzt werden Sofern Haltungen mit geringe-
ren Durchmessern beruumlcksichtigt werden ist das durch den Trockenwetterabfluss in An-
spruch genommene Volumen haltungsweise abzuziehen
Ab der Version 40 von SMUSI ist die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen durch die
Eingabe der realen Haltungsgeometrien moumlglich Unbedingt darauf zu achten ist dass die
tatsaumlchlich vorliegenden Kanalabmessungen im Datensatz angegeben werden da sonst ein
falsches Kanalvolumen ermittelt wird
2 In der Version 3x koumlnnen Sammler zwar auch schon mit Beruumlcksichtigung von Retenti-
onseinfluumlssen simuliert werden die Angaben der Houmlhenkoten ist hierfuumlr jedoch nicht er-
30
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
forderlich Lediglich die Kenngroumlszligen Laumlnge Sohlgefaumllle Rauheit und Durchmesser sind
zwingend erforderlich Soll nun ein Datensatz der Version 3x lediglich mit geringen Aumln-
derungen unter Verwendung aktueller Versionen neu berechnet werden ist eine Konver-
tierung notwendig
Um den Anwender in diesem speziellen Fall eine erneute Datenaufnahme zu ersparen
wurde in das Konvertierungsmodul eine fiktive Houmlhenermittlung implementiert Diese
Houmlhenermittlung geht von der Annahme aus dass das eingegebene Netz vom letzten Ele-
ment (Klaumlranlage) bis zu den angeschlossenen Teilflaumlchen homogen ohne Sohlspruumlnge
verlegt ist Mit dieser Annahme und einer Houmlhenangabe fuumlr die Klaumlranlage werden fiktive
Sohlhoumlhen fuumlr Sammler und Bauwerke ermittelt Bei Sammlern die lediglich mittels einer
Translationszeit abgebildet werden wird mit Hilfe einer programminternen Abschaumltzung
der Parameter Flieszliggeschwindigkeit Laumlnge und Sohlgefaumllle ebenfalls eine Ermittlung der
Houmlhen durchgefuumlhrt
Somit muss an dieser Stelle deutlich angemerkt werden dass die durch das Konvertie-
rungsprogramm ausgewiesenen Houmlhen nichts mit der Realitaumlt gemein haben und nur dazu
dienen SMUSI 31 Datensaumltze sofort mit aktuelleren SMUSI-Versionen bearbeiten und
auch rechnen zu koumlnnen Dermaszligen ermittelte Houmlhenkoten sind in den jeweiligen Dateien
und in der Benutzungsoberflaumlche durch ein markiert Es handelt sich hierbei um
minus Sohlhoumlhe - Sammler unten
minus Sohlhoumlhe - Sammler oben
minus Sohlhoumlhe - Becken
minus Sohlhoumlhe - Regenuumlberlauf
minus Sohlhoumlhe - Verzweigung
minus Kennlinienwerte die im 3x-Datensatz keine Houmlhenkoten aufweisen
Soll in diesem Datensatz Ruumlckstauvolumen beruumlcksichtigt werden ist eine Nachbearbei-
tung unumgaumlnglich Die Option Ruumlckstau ist fuumlr fiktive Houmlhenkoten unzulaumlssig
18 Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER)
181 Kenngroumlszligen
Bauwerke die einen Teil des Zuflusses direkt in den Vorfluter entlasten und kein Speichervo-
lumen aufweisen werden als Regenuumlberlaumlufe bezeichnet Unter Verzweigungen werden
Bauwerke im Kanalnetz verstanden die den Zufluss entsprechend der hydraulischen Gege-
benheiten entweder des Bauwerks selbst oder der beiden nachfolgenden Sammler aufteilen
31
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die Berechnung der Abfluss- und Frachtaufteilung erfolgt bei Regenuumlberlaumlufen und bei Ver-
zweigungen mit identischen Algorithmen wobei bei den Regenuumlberlaumlufen die uumlber die
Schwelle entlasteten Volumen- und Stoffstroumlme bilanziert und in den Ergebnisausdrucken
aufgelistet werden Bei Verzeigungen werden diese Anteile an das zweite Ablaufelement wei-
tergegeben
Es stehen 3 Berechnungsoptionen zur Verfuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung mit Schwellenwertmodell)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte QzuQab-Beziehung)
3 Kennlinien automatisch (interne Berechnung der Aufteilung anhand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Die Werte fuumlr Schwellenwert Qab bei der Naumlherungsberechnung bzw die Werte fuumlr Qab bei
manuellen Kennlinien beziehen sich bei Regenuumlberlaumlufen auf die Drossel bei Verzweigun-
gen auf das erstgenannte Ablaufelement
Unten sind die zur Beruumlcksichtigung von Verzweigungen notwendigen Kenngroumlszligen zusam-
mengefasst
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung der Verzweigung
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
Sohlhoumlhe Sohlhoumlhe unten [m+NN]
Schwellenhoumlhe mittlere Houmlhe der Uumlberlaufschwelle [m+Sohle]
Schwellenwert Qab Schwellenwert des Abflusses fuumlr den definierten Nachfolger bei Naumlherungsbe-rechnung [ls]
Trennschaumlrfe Trennschaumlrfe der Drossel des Bauwerks fuumlr Naumlherungsberechnung
Breite Einlauf Breite des Bauwerks am Einlauf [m]
Breite Ablauf Breite des Bauwerks am Ablauf [m] (unmittelbar vor dem Drosselorgan)
Schwellenlaumlnge Laumlnge der Uumlberlaufschwelle [m]
Uumlberfallbeiwert mue Uumlberfallbeiwert der Uumlberlaufschwelle [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-] (Einlauf- und Auslaufverlust)
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber der Schwelle [m+Schwelle]
32
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Qzu Zur Houmlhe korrespondierender Zufluss [ls]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss [ls]
182 Hinweise
bull Allgemeines
1 Die Anordnung von Verzweigungen ist in einer Schmutzfrachtsimulation nur dann erfor-
derlich wenn die beiden Teilstroumlme im Anschluss zu unterschiedlichen Entlastungsbau-
werken abgefuumlhrt werden
2 Die Aufteilung von A Ared und der Einwohner im Ergebnisausdruck erfolgt entsprechend
der Aufteilung von Qt (24-h-Mittel)
bull Naumlherungsberechnung
3 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schwellwertprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Schwellenwertes (Drosselabfluss zu Beginn der Ab-
flussaufteilung) und gegebenenfalls der Trennschaumlrfe erforderlich Die Trennschaumlrfe be-
ruumlcksichtigt eine wasserstandsabhaumlngige Erhoumlhung der Drosselleistung und ist definiert
als krit
kritzuab
QQQQ )5( sdot=
=Trenn
Die Bauwerksabmessungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung an-
gegeben werden sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie die-
nen lediglich der Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit aus gegeben
4 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
5 Bei der Berechnung mittels einer benutzerdefinierten (manuellen) Kennlinie sind maximal
25 Stuumltzstellenpaare erlaubt Das erste Stuumltzstellenpaar muss fuumlr Qzu und Qab identische
Werte aufweisen die groumlszliger als Null (mind 01 ls) sein muumlssen
6 Bei Zufluumlssen die groumlszliger sind als der letzte angegebene Qzu-Wert wird die letzte Steigung
der Kennlinie zur Extrapolation verwendet
33
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 7 Die Kennlinie darf fuumlr einen Wert von Qzu keine zwei verschiedene Werte Qab aufweisen
darf Es ist jedoch moumlglich zu verschiedenen Zufluumlssen Qzu identische Abfluumlsse Qab an-
zugeben
bull Automatische Kennlinie
8 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 darf lediglich ein einziges Zulaufelement als sog
Beruhigungsstrecke vorliegen
9 Zusaumltzlich zu den geometrischen Angaben des Bauwerks ist eine Drossel mit zugehoumlrigen
Kenngroumlszligen zu definieren
10 Die Berechnung der Kennlinien erfolgt angelehnt an das ATV Arbeitsblatt A-111 Ver-
stoumlszlige gegen das Arbeitsblatt werden in Form von Warnungen am Ende einer Simulation
angezeigt
11 Die Ermittlung der Drosselleistung (Rohrdrosseln) als maszliggebender Wert der Kennlinie
erfolgt durch einen Energiehoumlhenvergleich zwischen Drosselablauf und Drosseleinlauf
Als untere Randbedingung wird hierbei Normalabfluss angenommen
12 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
13 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLRUE berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLRUE identisch Auch wenn bei beiden Programmen die Bernoulliglei-
chung ausgewertet wird koumlnnen aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen andere Werte berechnet werden deren Differenz jedoch ei-
nen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
19 Becken (BEK)
191 Kenngroumlszligen
Saumlmtliche Speicherbauwerke des Kanalnetzes werden unter dem Elementtyp Becken erfasst
wobei je nach Funktionsweise und Anordnung in verschiedene Beckentypen unterschieden
wird Ab der SMUSI Version 40 koumlnnen einem Becken 2 Nachfolgeelemente zugeordnet
34
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 werden wodurch eine realitaumltsnaumlhere Simulation von Regenruumlckhaltebecken oder ndashkanaumllen
mit Wiedereinleitung moumlglich ist Das uumlber die Uumlberlaumlufe abgeschlagene Wasser wird dem
zweiten Ablaufelement komplett als Zufluss zugeordnet
Zur Berechnung von Becken stehen wie auch bei Aufteilungsbauwerken 3 Optionen zur Ver-
fuumlgung
1 Naumlherung (Berechnung nach dem Schnittprinzip)
2 Kennlinien manuell (vom Anwender definierte Beziehungen von Speicherinhalt und Abfluumlssen)
3 Kennlinien automatisch (interne hydraulische Berechnung des Speicherbauwerks an-hand geometrischer und hydraulischer Kenngroumlszligen)
Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbildung von Becken benoumltigt
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des Beckens
Berechnungstyp 1= Naumlherung 2= Kennlinien manuell 3= Kennlinien automatisch
mittlere Sohlhoumlhe mittlere Sohlhoumlhe [m+NN]
Beckentyp DLB H =gt Durchlaufbecken im Hauptschluss DLB N =gt Durchlaufbecken im Nebenschluss FGB H =gt Fangbecken im Hauptschluss FGB N =gt Fangbecken im Nebenschluss SKU H =gt Stauraumkanal mit unten liegender Entlastung SKO H =gt Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung RRB H =gt Regenruumlckhaltebecken im Hauptschluss RRB N =gt Regenruumlckhaltebecken im Nebenschluss
Absetzklasse keine schlecht mittel gut hoch Klassen der Absetzwirkung nach Definition in den Allgemeine Angaben
WMB-TYP Typ der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Definition von alternativenweitergehenden Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen
Beckenvolumen Speichervolumen des Beckens bei Anspringen des Klaumlruumlberlaufs (DLB SKU) bzw des Beckenuumlberlaufs (FGB SKO RRB) [m3] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Drosselabfluss Mittlerer Drosselabfluss des Beckens [ls] (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
max Abfluss KUuml Schwellwert ab dem auszliger dem Klaumlruumlberlauf der Beckenuumlberlauf anspringt (nur DLB SKU) [ls] Bei Becken ohne Beckenuumlberlauf ist der Wert so groszlig anzugeben dass keine Uumlberlastung eintritt (nur bei Berechnungstyp 1 Naumlherung)
Houmlhe Klaumlruumlberlauf mittlere Schwellenhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [m]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kenngroumlszlige Beschreibung
Schwellenlaumlnge KUuml Schwellenlaumlnge des Klaumlruumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert KUuml Uumlberfallbeiwert des Klaumlruumlberlaufs [-]
Schlitzhoumlhe KUuml Schlitzhoumlhe des Klaumlruumlberlaufs [cm]
Houmlhe Beckenuumlberlauf Schwellenlaumlnge des Beckenuumlberlaufs [m]
Schwellenlaumlnge BUuml mittlere Schwellenhoumlhe des Beckenuumlberlaufs [m]
Uumlberfallbeiwert BUuml Uumlberfallbeiwert des Beckenuumlberlaufs [-]
Zetabeiwert (oumlrtlich) Verlustbeiwert fuumlr die Summe der oumlrtlichen Verluste der Drosselstrecke [-]
Bei Berechnungstyp 2 Kennlinien manuell notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Qab Zur Houmlhe korrespondierender Drosselabfluss [ls]
QKu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf (nur DLB SKU) [ls]
QBu Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf [ls]
Volumen Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen im Becken [m3]
Bei Berechnungstyp 3 Kennlinien automatisch notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert - Houmlhe uumlber Sohle [m+Sohle]
Flaumlche Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche (Draufsicht) des Beckens [msup2]
192 Hinweise
bull Allgemeines
1 Hinweise und Funktionsskizzen zu den Beckentypen sowie ihrer Anordnung im Entwaumls-
serungssystem sind den ATV-DVWK-Regelwerken (A 128 M 177 A 166 und M 176) zu
entnehmen
2 Bei Stauraumkanaumllen mit untenliegender Entlastung (SKU) wird eine eventuell angesetzte
Absetzwirkung programmintern aufgehoben Soll Absetzung beruumlcksichtigt werden ist
ein Durchlaufbecken (DLB) vorzusehen
3 Fangbecken (FGB) Stauraumkanal mit oben liegender Entlastung (SKO) und Regenruumlck-
haltebecken (RRB) haben durch die veraumlnderte Beschickung bzw Volumenauslegung ei-
ne hohe Absetzwirkung Eine Angabe der Absetzklasse ist nicht erforderlich sie ist pro-
36
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
grammintern festgelegt Diese Absetzwirkung wirkt sich allerdings lediglich unterhalb des
Beckens aus da an dem Becken zugehoumlrigen Beckenuumlberlauf mit der Zulaufkonzentration
entlastet wird
4 In Datensaumltzen der Version 3x war die Angabe eines zweiten Ablaufelements bei Regen-
becken nicht moumlglich Bei solchen Systemkonstellationen wurde aus diesem Grund haumlufig
zu einem Trick gegriffen Das vorhandene Becken wurde durch ein fiktives Becken mit
einem derart vergroumlszligerten Speichervolumen ersetzt dass es nicht entlastet Auf diese Art
konnte die Retentionswirkung naumlherungsweise beruumlcksichtigt werden ohne die Entlas-
tungskenngroumlszligen uumlber die Maszligen zu beeinflussen Solche Datensaumltze fallen durch ein im
Vergleich viel zu groszliges Gesamtspeichervolumen auf und sollten an die realen Gegeben-
heiten angepasst werden
bull Naumlherungsberechnung
5 Die Naumlherungsberechnung berechnet die Abflussaufteilung nach dem Schnittprinzip
Prinzipiell sind nur die Angabe des Drosselabflusses je nach Beckentyp des Maximalab-
flusses uumlber den Klaumlruumlberlauf und des Beckenvolumens erforderlich Die Bauwerksab-
messungen koumlnnen zwar auch bei der Option Naumlherungsberechnung angegeben werden
sind jedoch fuumlr die Simulation in diesem Fall ohne Bedeutung Sie dienen lediglich der
Dokumentation und werden im Bauwerksbuch mit ausgegeben
6 Die Beruumlcksichtigung von Kanalvolumen vor einem Regenuumlberlauf oder einer Verzwei-
gung ist bei der Naumlherungsberechnung nicht moumlglich
bull Benutzerdefinierte Kennlinie
7 Bei der Berechnung mittels benutzerdefinierter (manuellen) Kennlinien sind maximal 25
Stuumltzstellenwerte erlaubt Die erste Zeile muss den Wert 0 fuumlr das Volumen beinhalten
8 Die Houmlhenkoten Houmlhe brauchen keine aumlquidistanten Abstaumlnde aufzuweisen
9 Als verfuumlgbares Volumen des Beckens wird das groumlszligte Volumen ausgegeben bei dem
QKue = 0 ist
10 Als QKue in den Ergebnissen wird der Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf angegeben bei dem
der Abfluss uumlber den Beckenuumlberlauf gerade noch den Wert QBu = 0 aufweist
11 Bei der Kennlinie des Speicherinhalts V(h) ist darauf zu achten dass die Werte Volumen
mit zunehmender Houmlhe grundsaumltzlich ansteigen muumlssen da sonst wegen Division durch
Null die Berechnung abgebrochen wird
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
bull Automatische Kennlinie
12 Bei Auswahl des Berechnungstyps 3 sind fuumlr die Charakterisierung der Beckengeometrie
mittels der HoumlheGrundflaumlche-Beziehung maximal 25 Stuumltzstellen erlaubt Als erster Wert
ist fuumlr die Houmlhe = 0 anzugeben
13 Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen grundsaumltzlich ansteigen da sonst die Berechnung ab-
gebrochen wird
14 Zusaumltzlich zu den Bauwerksabmessungen ist eine Drossel mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen zu
definieren
15 Die automatische Ermittlung der Kennlinie in SMUSI fuumlhrt nur dann zu realistischen Er-
gebnissen wenn die Randbedingungen und Annahmen die in der Programmdokumentati-
on ausfuumlhrlich beschrieben sind eingehalten werden Fuumlr spezielle Konstellationen ist ei-
ne gesonderte Ermittlung der Kennlinien durch Messung oder vertiefte hydraulische Be-
rechnung vorzunehmen
16 Datensaumltze bei denen Kennlinien durch das Zusatzprogramm KLBEK berechnet wurden
werden bei der automatischen Kennlinienermittlung in der Regel andere Werte aufweisen
Die automatische Kennlinienberechnung in SMUSI 40 ist nicht mit dem Algorithmus des
Programms KLBEK identisch Aufgrund unterschiedlicher Annahmen hinsichtlich hyd-
raulischer Randbedingungen koumlnnen andere Werte berechnet werden deren Differenz je-
doch einen gewissen Vertrauensbereich nicht uumlberschreiten sollte
110 Drossel (DRO)
1101 Kenngroumlszligen
Drosseln (Rohrdrosseln oder Drosselorgane) dienen der Limitierung des Abflusses aus Bau-
werken (Verzweigungen Regenuumlberlaumlufen und Becken) Eine Drossel wird fuumlr ein Bauwerk
automatisch angelegt wenn die automatische Kennlinienberechnung als Berechnungstyp ge-
waumlhlt wird und bleibt auch nach anschlieszligender Aumlnderung des Berechnungstyps erhalten
Als Drosseltyp kann zwischen einer Rohrdrossel (Kreisprofil) und einem Drosselorgan mit
benutzerdefinierter Kennlinie ausgewaumlhlt werden Folgende Kenngroumlszligen werden zur Abbil-
dung von Drosseln benoumltigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Attributname Attributbeschreibung
Elementname Bezeichnung der Drossel
Drosseltyp 1 = Rohrdrossel 2 = Drossel mit Kennlinie
Durchmesser (D) Durchmesser der Drossel [m]
Laumlnge (L) Drossellaumlnge [m]
Houmlhe oben (Ho) Sohlhoumlhe der Drossel oben [m+NN]
Houmlhe unten (Hu) Sohlhoumlhe der Drossel unten [m+NN]
Rauheit (kb) Betriebsrauheit [mm]
Bei Berechnungstyp 2 Drossel mit Kennlinie notwendige Kenngroumlszligen
Houmlhe Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe [m+Sohle]
Qab Stuumltzstellenwert fuumlr den der Houmlhe zugehoumlrigen Drosselabfluss [ls]
1102 Hinweise
1 Bei der Eingabe eines Drosselorgans sind fuumlr die Kennlinie maximal 25 Stuumltzstellenwerte
erlaubt Die Werte fuumlr die Houmlhe muumlssen aufsteigend sein die Werte fuumlr Qab nicht Dies
ermoumlglicht eine Verminderung der Drosselleistung mit steigendem Zufluss
2 Auch bei Wahl eines anderen Berechnungstyps koumlnnen optional Kenngroumlszligen fuumlr Drosseln
eingegeben werden die dann im Bauwerksbuch mit aufgefuumlhrt werden
3 Drosseln sind nicht in die Systemlogik mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung
mit einem Bauwerk (und somit im Sinne der Systemlogik eindeutig) angeordnet werden
koumlnnen
4 Die korrekte Ermittlung der Drosselkennlinien stellt bei der Bauwerksmodellierung den
sensitivsten und schwierigsten Teil dar (sofern kein Drosselorgan mit vorgegebener Kenn-
linie vorliegt) Die Pruumlfung der Drosseln inkl Kennlinien ist demzufolge unbedingt vor-
zunehmen Steht die Drossel potenziell unter Ruumlckstau von unterhalb kann dies in der
derzeitigen Version von SMUSI lediglich durch die Minderung des Drosselabflusses bei
steigendem Zufluss bzw Speichervolumen beruumlcksichtigt werden Stehen hydraulische
oder hydrodynamische Berechnungen zur Verfuumlgung sollten die Kennlinien aus diesen
Berechnungen uumlbernommen werden
39
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
111 Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
1111 Kenngroumlszligen
Bodenfilteranlagen und Versickerungsbecken gehoumlren zu den alternativen oder weitergehen-
den Maszlignahmen zur Mischwasserbehandlung und koumlnnen im Anschluss an ein Regenbecken
im System angeordnet werden Zur sachgerechten Beruumlcksichtigung solcher Anlagen wird in
SMUSI eine detaillierte Niederschlag-Abfluss-Simulation auf der Basis einer Bodenfeuchte-
simulation durchgefuumlhrt Dementsprechend sind vom Anwender neben den Angaben zur Rei-
nigungswirkung solcher Anlagen zusaumltzliche geometrische Kenngroumlszligen sowie Bodenkenn-
werte einzugeben
Bodenfilter (Versickerungsbecken) sind analog zu Drosseln ebenfalls nicht in die Systemlogik
mit aufzunehmen da sie lediglich in Verbindung mit einem Becken (und somit im Sinne der
Systemlogik eindeutig) angeordnet werden koumlnnen
BodenfilterVersickerungsbecken werden in der Simulation als 2-Speichersysteme beruumlck-
sichtigt Diese sind zum einen der unterirdische Teil (Boden) und das idR offene Speicher-
becken daruumlber Fuumlr den eingebauten bzw anstehenden Boden sind als Kenngroumlszligen der
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf sowie der permanente Welkepunkt die Feldkapazitaumlt und das ge-
samte Porenvolumen anzugeben
Die Geometrie des offenen Speicherbeckens wird durch eine HoumlheOberflaumlche- bzw eine
HoumlheVolumen-Beziehungbeschrieben Fuumlr den Uumlberlauf des Speicherbeckens (Klaumlruumlberlauf
in Form von Rohren oder einer Schwelle) sind Kennlinienwerte zu ermitteln Diese Kennli-
nienwerte haben keinen Einfluss auf die Entlastungskenngroumlszligen des vorgeschalteten Regen-
beckens
Da solche Anlagen idR eine erhebliche Grundflaumlche haben wird fuumlr die Simulation der
Niederschlag mitberuumlcksichtigt so dass dementsprechend eine Regenreihe anzugeben ist
40
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Simulation erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Elementname Bezeichnung des BodenfiltersVersickerungsbeckens
Typ der Berechnung (Typ) Typ 1 Als Absetzbecken (Standard fuumlr Hessen)
Typ 2 Berechnung mit konstanter Ablaufkonzentration
Uumlberlauf (BUE) Auswahl ob evtl vorhandener Beckenuumlberlauf ebenfalls in den Bodenfilter gelei-tet wird
Durchlaumlssigkeitsbeiwert kf (kf-Wert)
Durchlaumlssigkeitsbeiwert des gesaumlttigten Bodens nach Darcy [ms]
perm Welkepunkt (WP) Permanenter Welkepunkt des Bodens []
Feldkapazitaumlt (FK) Feldkapazitaumlt des Bodens []
ges Porenvolumen (GPV) Gesamtes Porenvolumen des Bodens []
Houmlhe des eingeb Bodens Grundwasserabstand (H)
Bodenfilter Gesamtdicke des Bodens bis zur Drainageschicht [m] Versickerungsbecken Abstand bis zum Grundwasser Dicke des Bodens die zur Volumenspeicherung beruumlcksichtigt wird [m]
Drainagepumpleistung (Q-Pumpe)
Maximale Leistung der Pumpe die das Drainagesystem der Bodenfilteranlage entwaumlssert [ls]
Regenreihe (R) Zugehoumlrige Regenreihe
H Stuumltzstellenwert fuumlr die Houmlhe uumlber Boden [m]
Qku Zur Houmlhe korrespondierender Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf [ls]
A-Bek Zur Houmlhe korrespondierende Oberflaumlche des offenen Speicherbeckens [ha]
V Zur Houmlhe korrespondierendes Speichervolumen des offenen Speicherbeckens [m3]
Anmerkungen zu den Bodenkennwerten
Nach DVWK Richtlinie werden folgende Bodentypen mit zugehoumlrigen Kennwerten unter-
schieden
41
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Bodenart WP [] FK [] GPV [] kf-Wert [cmd]Haupt Kurz- Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichte Lagerungsdichtegruppe zeichen 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5 1-2 3 4-5
Sand gS 3 3 3 9 9 9 44 38 30 gt 300 gt 300 300 - 100S mS 4 3 3 14 12 12 41 36 31 gt 100 gt 100 100 - 40
fS 9 6 4 25 18 16 52 38 29 300 - 100 100 - 40 40 - 10Su 10 6 7 31 24 24 50 41 33 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl2 7 6 7 27 22 21 50 41 32 300 - 100 100 - 40 40 - 10Slu 10 11 10 34 30 27 49 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Sl3 9 10 11 32 27 26 51 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1Sl4 11 12 13 34 28 27 52 42 35 300 - 100 100 - 40 40 - 1St2 11 8 7 29 22 20 48 40 33 300 - 100 100 - 40 40 - 1St3 12 12 9 32 27 22 48 40 30 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Schluff U 9 9 8 37 34 31 51 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1U Us 9 11 10 35 33 29 50 44 36 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ul2Ut2 11 11 11 38 36 32 43 44 37 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Uls 11 11 10 37 33 30 50 42 35 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul3Ut3 13 13 14 40 37 34 53 44 39 100 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ul4Ut4 14 16 16 40 37 35 53 45 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Lehm Ls2 15 16 17 38 33 31 52 43 36 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1L Ls3 16 16 17 38 33 31 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1
Ls4 15 15 16 37 32 30 52 43 37 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lu 16 17 17 40 36 33 52 45 38 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt2 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Lt3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1Ltu 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 100 100 - 10 10 - lt 1Lts 25 25 25 47 41 37 58 48 41 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Ton Tu4 26 25 26 47 42 38 57 49 42 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T Tu3 27 26 24 46 41 36 56 48 40 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
TlTu2 35 35 34 55 49 45 63 53 47 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1T 39 39 38 59 54 49 66 58 50 300 - 40 40 - 10 10 - lt 1
Die Tabelle wurde der DVWK-Regel 116 bdquoBodenkundliche Grunduntersuchungen im Fel-
de zur Ermittlung von Kennwerten meliorationsbeduumlrftiger Standorte Teil II Ermittlung
von Standortkennwerten mit Hilfe der Grundansprache der Boumldenldquo entnommen Weitere
Angaben bzgl der Bodencharakterisierung koumlnnen auch den DVWK Regeln 115 und 117
entnommen werden
Zur Umrechnung der in der Tabelle angegebenen kf-Werte in die Dimension die in SMU-
SI verwendet wird kann folgender Umrechnungsfaktor verwendet werden
1 cmd = 116 sdot 10-7 ms
1112 Hinweise
11121 Bodenfilter in Hessen
1 Der Nachweis des Systems hinsichtlich der Mindestanforderungen erfolgt mit dem RBF-
Berechnungstyp 1 (keine Abbauprozesse) von SMUSI 40s Hierbei werden lediglich
die Prozesse Absetzwirkung und Filtration fuumlr die abfiltrierbaren (bzw absetzbaren) Stof-
42
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
fe rechnerisch angesetzt Die Wirkung auf die uumlbrigen in der Schmutzfrachtsimulation be-
ruumlcksichtigten Stoffe beschraumlnkt sich auf deren Bindung an die Feststoffe
2 Die Bestimmung des Volumens der vorgeschalteten Absetzstufe erfolgt iterativ uumlber die
bauwerksbezogene Entlastungsrate (VKU+BUVQr) Zur Volumenbemessung soll eine
bauwerksbezogene Entlastungsrate der vorgeschalteten Absetzstufe von 55 nicht uumlber-
schritten werden Die bauwerksspezifische Entlastungsrate wird ab SMUSI Version 40s
in der Summenausgabe-Bodenfilter angegeben
3 Die maximale Einstautiefe des Retentionsbodenfilters sollte unter Beruumlcksichtigung der
hydraulischen Filterbelastung (jaumlhrliche Stapelhoumlhe lt 30 msup3msup2) 10 m nicht uumlberschrei-
ten
Detaillierte Hinweise zur Bemessung und Nachweisfuumlhrung sind in den bdquoVorlaumlufigen
Empfehlungen fuumlr Bemessung Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern in Mischsys-
temen in Hessenldquo des Hessischen Ministeriums fuumlr Umwelt laumlndlichen Raum und
Verbraucherschutz zu finden
11122 Bodenfilter allgemein
1 Der mit SMUSI nachweisbare Bodenfilter entspricht weitestgehend den Retentionsboden-
filtern die im Handbuch Wasser 4 der LfU Baden-Wuumlrttemberg beschrieben werden Es
sind vertikal durchstroumlmte Anlagen bei denen immer eine Grobstoffabscheidung in Form
eines vorgeschalteten Speicherraums vorzusehen ist
2 Bei Bodenfiltern sind unbedingt die BFS-Ergebnisse (BodenFilterSummenwerte) zu be-
achten Hier werden die speziellen Kenngroumlszligen zur sachgerechten Beurteilung zusam-
mengestellt Besondere Bedeutung haben die jaumlhrliche Stapelhoumlhe (durchsickertes Volu-
men dividiert durch die Grundflaumlche) die bei Anordnung im Mischsystem einen Wert von
30 m im Trennsystem 40 m nicht uumlberschreiten sollte und der hydraulische Wirkungs-
grad der uumlblicherweise bei mindestens 80 liegt
3 Bei einem Nachweis mit SMUSI sind fuumlr einen Bodenfilter die Ablaufkonzentrationen
nach der Bodenpassage anzugeben Letztlich gibt demnach der Anwender die Wirkung
des Bodenfilters hinsichtlich des Stoffruumlckhaltes vor was eigentlich einer Nachweisfuumlh-
rung widerspricht Da derzeit kein biologischchemischphysikalisch fundierter Ansatz zur
Simulation der Stoffumwandlungs- und Abbauprozesse in der belebten Bodenzone ver-
fuumlgbar ist muss diese integrale Vorgehensweise gewaumlhlt werden
43
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Anhaltspunkte fuumlr sinnvolle Ablaufkonzentrationen koumlnnen der Dokumentation und ent-
sprechenden Literaturstellen entnommen werden Kontrollgroumlszlige bei der Simulation ist der
stoffliche Wirkungsgrad des Bodenfilters (BFS-Ergebnisse) Da die Ablaufkonzentration
konstant ist haumlngt der stoffliche Wirkungsgrad im wesentlichen von der Zulaufkonzentra-
tion ab dh je houmlher die Zulaufkonzentration desto besser der Wirkungsgrad Diese zu-
naumlchst durchaus anzuzweifelnde Annahme wurde allerdings in einer Reihe von Messpro-
grammen bestaumltigt Dementsprechend kann fuumlr den stofflichen Wirkungsgrad nur eine
sehr breite Spanne angegeben werden die sich zB fuumlr den CSB uumlblicherweise in einem
Bereich von 60 - 90 bewegt
112 Klaumlranlage (KLA)
1121 Kenngroumlszligen
Definitionsgemaumlszlig ist die Klaumlranlage das letzte Element in der Systemlogik Ab SMUSI 40 ist
eine stark vereinfachte Beruumlcksichtigung der Reinigungsleistung einer Klaumlranlage vorgesehen
um die Gesamtemissionen eines Siedlungsgebietes besser abschaumltzen zu koumlnnen Hierbei sind
zunaumlchst die mittleren Ablaufkonzentrationen der Klaumlranlage fuumlr die 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe bei Trockenwetter anzugeben die aus einer Auswertung des Klaumlranlagentage-
buchs entnommen werden koumlnnen Fuumlr jeden Schmutzstoff kann nun eine Funktion fuumlr eine
Konzentrationserhoumlhung im Ablauf der Klaumlranlage bei Mischwasserzufluss vorgegeben wer-
den um eine potenzielle Verschlechterung der Reinigungsleistung durch Regenzufluss zu
beruumlcksichtigen
Die folgenden Kenngroumlszligen sind fuumlr eine Klaumlranlage anzugeben
Kenngroumlszlige Beschreibung
Bezeichnung Bezeichnung des Klaumlranlage
Schmutzstoff (6 fach) Mittlere Trockenwetterablaufkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Kennlinien fuumlr die Konzentrationserhoumlhungsfaktoren CrCt
QrQt Verhaumlltnis von Mischwasserabfluss zu Trockenwetterabfluss [-]
Schmutzstoff (6 fach) Erhoumlhungsfaktor des jeweiligen Stoffs [-]
1122 Hinweise
1 In jedem abgebildeten System kann nur eine Klaumlranlage angeordnet werden
2 Die erste Zeile der Konzentrationserhoumlhungsfaktoren muss QrQt = 1 sowie CrCt = 1 fuumlr
jeden Schmutzstoff beinhalten
44
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Die Werte CrCt muumlssen entweder konstant oder aufsteigend angegeben werden
4 Maximal koumlnnen die Kennlinien 25 Stuumltzstellen aufweisen
113 Schmutzkonzentrationen (SMZ)
1131 Kenngroumlszligen
Es muumlssen fuumlr alle Systemobjekte des Typs Einzeleinleiter kanalisierte Flaumlchen und Trenn-
gebiete Angaben zur Konzentration des Schmutzwasserabflusses vorgenommen werden Fuumlr
jede Verschmutzungskonzentration kann optional ein zugehoumlriger Tagesgang eingetragen
werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Objekttyp Auswahl des angezeigten Objekttyps
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzwasserkonzentration des jeweiligen Stoffs [mgl]
Tagesgang (6-fach) Tagesgang der jeweilige Stoffkonzentration
1132 Hinweise
1 Die angesetzten Schmutzkonzentrationen sind unbedingt in Korrelation zum angesetzten
Trockenwetterabfluss insbesondere des Trinkwasserverbrauchs zu uumlberpruumlfen Zum Bei-
spiel wird durch eine Verringerung des Trinkwasserverbrauchs im Rahmen einer Progno-
serechnung bei gleichbleibender Konzentration die anfallende Schmutzfracht vermindert
Falsch waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd
Prognose 10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 875 kgd
Korrekt waumlre
Bestand 10000 EW middot 150 l(EWmiddotd) middot 700 mgl = 1050 kgd =gt
1050 kgd 10000 EW = 105 g( EWmiddotd)
Prognose 105 g( EWmiddotd) 125 l(EWmiddotd) = 840 mgl =gt
10000 EW middot 125 l(EWmiddotd) middot 840 mgl = 1050 kgd
Es findet zwar eine Verminderung der Schmutzwassermenge aber nicht der Fracht statt
2 Der Ansatz einer Tagesgangs fuumlr Schmutzwasserkonzentrationen ist unbedingt zu uumlber-
pruumlfen Gerade fuumlr haumlusliches Abwasser ist zu hinterfragen ob sich tatsaumlchlich die Zu-
45
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
sammensetzung des Schmutzwassers im Verlauf des Tages signifikant aumlndert Zudem
wird durch Uumlberlagerung des Trockenwettergangs des Abflusses mit dem Trockenwetter-
gang der Konzentration die Schmutzfracht vervielfacht
Beispiel
QSchmutz = 10 ls Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
cSchmutz = 700 mgl Tagesspitze um 1200 Uhr mit einem Faktor 2
Mittlerer Frachtstrom 10 ls middot 700 mgl = 7000 mgs
Maximaler Frachtstrom 10 ls middot 2 middot 700 mgl middot 2 = 28000 mgs
Es folgt durch den doppelten Tagesgang eine Vervierfachung des Frachtstroms
114 Brauchwassernutzung (BWN)
Die notwendigen Kenngroumlszligen und Hinweise wurden bereits in Kapitel 15 Kanalisierte Flauml-
chen und Trenngebiete (FKA + TRN) beschrieben bzw angegeben
115 Tagesgang (TGG)
1151 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Schmutzwasserabfluss und die Schmutz-
konzentrationen mittels Tagesganglinien skaliert werden Ein Tagesgang besteht aus 24 Stun-
denwerten die in der Summe 24 ergeben muumlssen Die Tagesgaumlnge sind gesondert zu definie-
ren und koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-99) zuge-
ordnet werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert Eine Aumlnderung
der Tagesganglinien im Wochen- oder Jahresrhythmus ist nicht vorgesehen
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Tagesganges
Bezeichnung Beschreibung der Tagesgangcharakteristik
0-23 Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1152 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 24 Einzelwerte eines Tagesgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
46
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Tagesgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Einschraumlnkend laumlsst sich anmerken dass der Ansatz von Tagesgaumlngen nur in Ausnahme-
faumlllen groumlszligeren Einfluss auf die Ergebnisse hat da in den repraumlsentativen Regenreihen
kein signifikanter Tagesgang vorhanden ist Insofern entlastet es am Tag so oft wie in der
Nacht
Deutlichen Einfluss kann der Tagesgang bei Einzeleinleitern mit erhoumlhten Schmutzkon-
zentrationen haben wenn zB die Konzentrationsspitze zeitgleich zur Tagesspitze des
Schmutzwasserabflusses eingeleitet wird In diesem Fall kann schon ein relativ kleines
Regenereignis dass zur Entlastung fuumlhrt eine uumlberproportional groszlige Fracht in die Ge-
waumlsser einleiten
5 Vorsicht ist geboten bei Ansatz eines Tagesgangs fuumlr die Konzentrationen da bei gleich-
zeitigem Ansatz eines Tagesgangs fuumlr den Abfluss eine Vervielfachung der Fracht folgt
(siehe hierzu Beispiel in Kapitel 113)
116 Jahresgang (JGG)
1161 Kenngroumlszligen
Fuumlr Teilflaumlchen und Einzeleinleitungen koumlnnen der Fremdwasserzufluss und die Basisabfluss-
spende mittels Jahresganglinien skaliert werden Ein Jahresgang besteht aus 12 Monatswer-
ten die in der Summe 12 ergeben muumlssen Die Jahresgaumlnge sind gesondert zu definieren und
koumlnnen den entsprechenden Systemelementen mit Hilfe von Kennziffern (1-9) zugeordnet
werden Der Datensatz mit Nr 0 ist fuumlr die Gleichverteilung reserviert
Die Definition eines Tagesgangs erfolgt durch die Werte
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer (Kennziffer) des Jahresganges
Bezeichnung Beschreibung der Jahresgangcharakteristik
Jan-Dez Vielfaches bzw Anteil des Mittelwertes
1162 Hinweise
1 Das arithmetische Mittel aller 12 Einzelwerte eines Jahresgangs muss 1 ergeben
2 Die Identifikationsnummer muss eindeutig sein
47
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Jahresgaumlnge sollten sofern moumlglich aus Messwerten zB dem Klaumlranlagentagebuch abge-
leitet werden
4 Im Gegensatz zu den Tagesgaumlngen kann der Jahresgang einen deutlichen Einfluss auf die
Berechnungsergebnisse haben da sich die Skalierung des Jahresgangs jeweils auf einen
Monat bezieht Dementsprechend koumlnnen bei extremen Schwankungen (zB in einem
Netz mit hohem Fremdwasserzufluss in den Herbst und Wintermonaten) die Drosseln in
manchen Monaten bereits durch den Trockenwetterabfluss nahezu oder sogar vollstaumlndig
ausgelastet sein so dass es zum Einstau in Trockenwetterphasen kommen kann Beson-
ders deutlich wird bei solchen Systemkonstellationen dieser Einfluss wenn eine Simulati-
on uumlber ein oder mehrere vollstaumlndige Jahre durchgefuumlhrt wird da in den repraumlsentativen
Regenreihen die Wintermonate nicht enthalten sind
117 Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
1171 Kenngroumlszligen
Weitergehende oder auch alternative Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen koumlnnen nur im
Anschluss bzw in Verbindung mit einem Regenbecken angeordnet werden Die folgenden
Behandlungsarten koumlnnen hinsichtlich ihrer Wirkungsweise definiert und dementsprechend in
der Simulation beruumlcksichtigt werden
48
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
49
Behandlungs-
maszlignahme Kennung In der Simulation
beruumlcksichtigte Wirkungsweise Ent-
nahme AFS-
Bindung Ein-heit
Absetzbecken ABB Endabsetzwirkung der Schmutzstoffe in einem Speicherbecken im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Bodenfilter BOF Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einer Bodenfilteranlage im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
Siebe SIE Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) vor der Entlastung in einem Regenbecken
n j
Filtration FIL Ruumlckhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) in einer Filtrationsanlage im Anschluss an ein Regenbecken
j j
FlockungFaumlllung FLO Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken (prozentuale Erhouml-hung der Absetzwirkung)
n n
FlockungFaumlllung + Filtration
FFF Verbesserter Ruumlckhalt von Schmutzstoffen in einem Regenbecken mit Entnahme im Anschluss an das Regenbecken
j n
Abwasserteiche TEI Zwischenspeicherung und biologische Reinigung in einem Abwasserteich im Anschluss an ein Regenbecken
j n
Versickerungs-becken
VER Zwischenspeicherung + Versickerung im Anschluss an ein Regenbecken
j n mgl
hydrodynamische Abscheider
WIR Abscheidewirkung von absetzbaren Stof-fen (repraumlsentiert durch AFS) in Verbin-dung oder als Ersatz eines Regenbeckens
n j
Maszlignahmen die lediglich eine mechanische Komponente aufweisen sind in der Tabelle durch ein bdquojldquo im Feld AFS-Bindung gekennzeichnet (ein Sieb hat zB die Entfernung von Grobstoffen zum Ziel eine Entfernung der anderen Schmutzstoffe ist nur durch deren Bindung an AFS erzielbar) Fuumlr solche Maszlignahmen sind nur Reini-gungsleistungen hinsichtlich des Schmutzstoffs AFS anzugeben
Folgende Kenngroumlszligen sind zur Definition einer Maszlignahme erforderlich
Kenngroumlszlige Beschreibung
Art Erster Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlignah-me
Nummer Zweiter Teil der Kennung fuumlr die weitergehende Mischwasserbehandlungsmaszlig-nahme
Schmutzstoff (6-fach) Wirkungsgrad Ablaufkonzentration bzgl des jeweiligen Schmutzstoffs
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
1172 Hinweise
1 Da der Kenntnisstand hierfuumlr zur Zeit noch nicht ausreicht findet keine biolo-
gischchemischphysikalisch detaillierte Simulation der einzelnen Prozesse statt Eine Be-
ruumlcksichtigung solcher Maszlignahmen in SMUSI muss somit zweistufig erfolgen Zunaumlchst
ist die einzelne Maszlignahme mit einem dafuumlr geeigneten Dimensionierungsverfahren zu
bemessen und die Wirkungsweise gemaumlszlig der SMUSI-Konventionen ermittelt werden Die
Beurteilung der Auswirkung auf das Gesamtsystem kann anschlieszligend mit der Langzeit-
simulation erfolgen
2 Einschraumlnkend muss zu den weitergehendenalternativen Maszlignahmen angemerkt werden
dass sie zum groumlszligten Teil noch nicht als Stand der Technik in der Mischwasserbehand-
lung angesehen werden koumlnnen Erfahrung im Umgang und mit der Wirkungsweise dieser
Methoden wurde groumlszligtenteils in der weitergehenden Abwasserreinigung gesammelt Da
sich die Zusammensetzung von vorbehandeltem Abwasser und Mischwasser jedoch deut-
lich unterscheidet ist eine einfache Uumlbertragung von Wirkungsgraden oder Reinigungs-
leistungen nicht moumlglich Dementsprechend sind solche Maszlignahmen immer mit erhoumlhter
Sorgfalt zu planen und sollten regelmaumlszligig in kuumlrzeren Abstaumlnden uumlberwacht werden
118 Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
1181 Kenngroumlszligen
Um eine Simulationsrechnung mit SMUSI durchzufuumlhren muumlssen als Belastung fuumlr die Teil-
gebiete Niederschlagszeitreihen (Regenreihen in 5-min Intervallen) zur Verfuumlgung gestellt
und den jeweiligen Systemelementen (FKA AUS TRN BOF) zugeordnet werden Eine Re-
genreihe ist jeweils in einer Datei mit der Dateierweiterung REG abzuspeichern (zB DE-
MOREG) Ab der Version 40 des Simulationsmodells SMUSI koumlnnen fuumlr unterschiedliche
Teilgebiete verschiedene Regenbelastungen angesetzt werden so dass fuumlr eine eindeutige
Identifizierung eine Zuordnung einer Regenreihendatei zu einer Kennung (analog zu den Ta-
ges- und Jahresgaumlngen) durchzufuumlhren ist
Nach 3 Kopfzeilen (Station Kalenderjahr Jahresniederschlagshoumlhe) beinhalten die Regenda-
teien zeilenweise folgende Informationen
Kennung der Station (4 Zeichen Spalte 1-4)
Datum in der Reihenfolge Tag Monat Jahr (TT MM JJJJ Spalte 6-15)
Uhrzeit (HH Spalte 19-20)
12 Niederschlagshoumlhen (mm1000) in 5-Minuten Intervallen (12 5-stellige Werte)
50
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Tritt waumlhrend einer oder mehrerer voller Zeitstunden durchgehend kein Niederschlag auf so
ist das nachfolgende Regenereignis durch eine Leerzeile abgesetzt
Achtung Im Vergleich zu den ausgelieferten Regenreihen bis zur Version 40 gibt es eine
Formataumlnderung In der zweiten Zeile muszlig in den Spalten 1-13 die mittlere
Jahresniederschlagshoumlhe in der Form hN = mma angegeben werden Fehlt diese
Angabe wird vom Programm eine Fehlermeldung ausgegeben
Repraesentative Regenreihe RR05 hN = 675 mma gueltig fuer 650 mma lt hN lt 700 mma ===================================================== RR05 1 3 1968 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 5 3 1968 14 0 19 54 54 54 54 44 2 42 86 24 9 RR05 5 3 1968 15 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 32 RR05 5 3 1968 16 55 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 0 0 71 84 84 84 84 58 130 23 14 108 167 RR05 6 3 1968 1 68 123 35 12 12 64 152 105 40 40 40 25 RR05 6 3 1968 2 77 24 33 209 132 8 8 24 57 13 0 0 RR05 6 3 1968 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 83 102 102 RR05 6 3 1968 5 102 146 78 56 126 235 285 207 121 121 72 60 RR05 6 3 1968 6 60 60 60 24 0 0 0 0 0 0 0 0 RR05 6 3 1968 10 0 0 0 0 9 24 24 24 24 24 24 19
Grundsaumltzlich ist die Langzeitsimulation uumlber einen beliebigen Zeitraum aus den zur Verfuuml-
gung gestellten Regenreihen moumlglich maximal von Anfang bis Ende der Regendateien Sind
mehrjaumlhrige Regendateien verfuumlgbar so sind die auf den Bilanzzeitraum bezogenen Berech-
nungsergebnisse (Abfluss und Schmutz) auf ganze Jahre bezogene Mittelwerte
1182 Hinweise
1 Eine Bearbeitung der Regenreihen mit SMUSI ist nicht moumlglich hierzu ist ein sog Text-
editor erforderlich
Nicht alle Editoren koumlnnen die idR umfangreichen Regendateien einladen
2 Mit dem Simulationsprogramm SMUSI werden die folgenden Regenreihen ausgeliefert
eine 1 Jahr umfassende fiktive Regenreihe DEMOREG mit einer Jahresniederschlagshoumlhe von hN=750mma
8 repraumlsentative jeweils ein 34 Jahr (1 Maumlrz - 30 November) umfassende Regenreihen fuumlr Hessen die Jahresniederschlagshoumlhen von 475 mma bis 825 mma in aumlquidistanten Ab-staumlnden von 50 mma aufweisen
Die 8 repraumlsentativen Regenreihen Hessens duumlrfen nicht veraumlndert werden
Bei Verwendung dieser Regenreihen ist der Simulationszeitraum anzugeben
01031968 0000 - 30111968 2359
51
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 3 Bei einem Nachweis in Hessen gemaumlszlig Erlass vom 20 Dezember 1991 (Staatsanzeiger fuumlr
das Land Hessen - S 339) sind nur die repraumlsentativen Regenreihen und der Ansatz des
Standardschmutzpotentials (siehe 119) zulaumlssig Dies ist durch die Forderung begruumlndet
dass in der Summe uumlber alle Entlastungsanlagen weniger als 250 kg CSBhaAred in die
Gewaumlsser eingeleitet werden duumlrfen Diese aus dem Wunsch einer hessenweit einheitli-
chen Vorgehensweise entstandene Forderung sollte einen vergleichbaren Entwaumlsserungs-
standard aus oumlkologischer und oumlkonomischer Sicht gewaumlhrleisten Die Untersuchungen
die dieser Forderung zugrunde liegen gingen allerdings immer von den oben genannten
Vorraussetzungen (Standardpotential und rep Regenreihe) aus Aumlnderungen eine dieser
Voraussetzungen wuumlrde die gesamte Vorgehensweise in Frage stellen
119 Schmutzpotential (POT)
1191 Kenngroumlszligen
Zur Beruumlcksichtigung unterschiedlicher Grade der Oberflaumlchenverschmutzungen in Teilgebie-
ten koumlnnen (prinzipiell) ab der Version 40 von SMUSI den kanalisierten Flaumlchen verschiede-
ne Schmutzpotentiale zugeordnet werden Hierzu ist es zunaumlchst notwendig Typen von Flauml-
chen zu definieren und diesen Werte fuumlr das Schmutzpotential der einzelnen Schmutzstoffe
zuzuweisen
Bis zu neun Flaumlchentypen koumlnnen durch Eingabe einer Bezeichnung und der Werte fuumlr das
von einem Hektar dieses Flaumlchentyps pro Jahr abspuumllbaren Stoffpotentials fuumlr die einzelnen
Schmutzstoffe definiert werden Die definierten Flaumlchentypen (mit zugehoumlrigen Schmutzpo-
tentialen) koumlnnen den Systemelementen Kanalisierte Flaumlche bzw Trenngebiet zugeordnet
werden
Die folgenden Attribute und Optionen koumlnnen im Formular editiert werden
Kenngroumlszlige Beschreibung
Nummer Identifikationsnummer des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Bezeichnung Kurzbezeichnung des FlaumlchentypsSchmutzpotentials
Schmutzstoff (6-fach) Schmutzpotential [kghaAred]
1192 Hinweise
1 In Hessen duumlrfen zu Nachweiszwecken lediglich die SMUSI-Standardwerte angesetzt
werden Um dies sicherzustellen kann die Option Hessen (siehe 12) aktiviert werden
52
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
wodurch alle Zuordnungen von anderen Schmutzpotentialen fuumlr die Simulation ignoriert
werden
Als haumlufiger Kritikpunkt der hessischen Regelung wird angefuumlhrt dass auf den ange-
schlossenen Flaumlchen nicht die Standardverschmutzung vorliegt und somit die Simulati-
onsergebnisse nicht korrekt sind Das wird im Einzelfall sogar richtig sein aber aufgrund
der immer wieder angefuumlhrten Probleme der Uumlbertragbarkeit von diesbezuumlglichen Mess-
programmen (auch von Seiten der Messenden) und dem Wunsch nach einer einheitlichen
nachvollziehbaren Vorgehensweise im Bundesland Hessen sollte zur Beurteilung des
Standardfalls an dieser Vorgehensweise festgehalten werden
53
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2 Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
Im ATV-DVWK-M 177 werden hinsichtlich der Beurteilungskriterien und Ergebnisdarstel-
lung von Schmutzfrachtsimulationen folgende Empfehlungen an die Ergebnisausgabe gege-
ben
Je nach Problemstellung ist die Beurteilung folgender Kenngroumlszligen sinnvoll
o Prozentuale Entlastungsanteile (Entlastungsrate) von Volumen und Fracht
o Entlastungsvolumina und Entlastungsfrachten als Absolutwerte oder als flaumlchen-spezifische Kenngroumlszligen
o Entlastungsdauer (ereignisspezifisch) und Entlastungshaumlufigkeit (Jahreswert)
o Maximalwerte in Zufluss Ablauf und Uumlberlauf je Bauwerk
Diese Liste ist als Minimalanforderung an die Ergebnissausgabe eines zeitgemaumlszligen Modells
zu verstehen SMUSI schreibt diese und zusaumltzliche im Sinne von ergaumlnzenden Berechnungs-
ergebnissen in die folgenden thematischen Tabellen und Dateien
( steht fuumlr Verzeichnis + Simulationsbezeichnung)
x TWA Trockenwettergaumlnge an der Klaumlranlage
x SUM Summenwerte
- Deckblatt 1+2
- Flaumlchentypen und Resultierende Regenwasserkonzentrationen
- Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
- Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
- Maximalabfluumlsse in den Auslaszligkanaumllen
- Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
- Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
x - Wirkung der Mischwasserbehandlung
x - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
x - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
x EEE Einzelereignisse
x ERG Maximalabfluumlsse und Volumina der Einzelereignisse
x ASC Ganglinien im ASCII-Format (CSV bei CSV-Format)
x BWB Bauwerksbuch
BFS Summarische Ergebnisse fuumlr BodenfilterVersickerungsbecken
WRN Warnungen
x ANI Animationsdatei zur grafischen Analyse der Berechnungsergebnisse mit Hilfe des Zusatzprogramms Grafischer Systemeditor
54
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Die mit x gekennzeichneten Ergebnisse muumlssen in den Allgemeinen Angaben und zT in
der Systemlogik explizit angefordert werden (es gibt nach einer Simulation also nicht not-
wendig alle og Ergebnisse)
Nachfolgend werden die Ergebniskenngroumlszligen analog zu den Eingabekenngroumlszligen tabellarisch
zusammengefasst und kurz erlaumlutet Auf die Kenngroumlszligen die besonders sensitiv und daher als
mit besonderem Augenmerk zu uumlberpruumlfen sind wird gesondert hingewiesen
21 Trockenwettergang (TWA)
211 Beschreibung
Unter der Bezeichnung Trockenwettergang (TWA) wird der gerechnete Tagesgang des Tro-
ckenwetterabflusses mit den zugehoumlrigen Stoffkonzentrationen der 6 beruumlcksichtigten
Schmutzstoffe an der Klaumlranlage fuumlr einen mittleren Jahresgang verstanden
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Trockenwettergang
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1-24 Zeit Uhrzeit fuumlr die nachfolgenden Angaben [h]
1-24 Abfluss Trockenwetterabfluss am Zulauf der Klaumlranlage [ls]
1-24 Konzen-trationen
Schmutzstoffkonzentrationen der 6 Parameter am Zulauf der Klaumlranlage [mgl]
25 Mittel arithmetische Mittelwerte der Zeilen 1-24 [ls] bzw [mgl]
26 Summen Tagesabfluss- bzw Tagesfrachtsumme [cbm] bzw [kg]
212 Hinweise
1 Zur Kalibrierung koumlnnen diese Werte mit gemessenen Ganglinien am Zulauf der Klaumlran-
lage verglichen und gegebenenfalls angepasst werden Ein Abgleich des Trockenwetter-
gangs (zumindest hinsichtlich der Tagessummen) mit den Angaben im Klaumlranlagentage-
buch ist immer zu empfehlen
2 Eine direkte Ableitung der Tagesgaumlnge einzelner Einzugsgebiete ist aufgrund des Tages-
gangs an der Klaumlranlage streng genommen nur eingeschraumlnkt zulaumlssig da Uumlberlagerungs-
und Retentionseffekte der einzelnen Ganglinien auf dem Transport zur Klaumlranlage zu dem
dort beobachteten Tagesgang fuumlhren Da allerdings in der Regel keine anderen Messdaten
verfuumlgbar sind ist die Kalibrierung anhand des Klaumlranlagentagesgangs auf jeden Fall bes-
ser als keine Kalibrierung
55
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
22 Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
221 Beschreibung
Fuumlr saumlmtliche Abflussereignisse (QzuKLA gt QtrKLA + 01 ls) des Bilanzierungszeitraums die
zum Anspringen mindestens einer Entlastungsanlage fuumlhren werden die Maximalabfluumlsse der
Systembausteine (kanalisierte Flaumlche Trenngebiete Auszligengebiet Einzeleinleitung Sammler
Verzweigung Regenuumlberlaufbauwerk und Becken) in einer Tabelle bzw einer Ergebnisdatei
abgelegt
Zusammenfassung der Ergebniskenngroumlszligen Maximalwerte der Entlastungsereignisse
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Formularkopf 1 Ereignis Datum und Uhrzeit des Ereignisses (QzuKLA gtQtrKLA + 01 ls)
1 Nieder- schlagshoumlhe
Mittlere flaumlchengewichtete Gesamtniederschlagshoumlhe pro Ereig-nis (mehrere Regenreihen ) [mm]
Ergebnisse 1 Baustein Spezifikation des Bausteins nach Elementkennung
1 Zufluss Maximalwert des Zuflusses Qzu zum Element [ls] (entfaumlllt bei kanalisierten Flaumlchen Trenngebieten Auszligengebieten und Einzeleinleitungen)
1 Flaeche Maximalwert des Direktabflusses QD [ls] und des mittleren Abflussbeiwertes PSIm [-]
1 Einltg Maximalwert Qein der Einzeleinleitung [ls]
1 Sammler Vollfuumlllleistung Qvoll des Sammlers wenn der Berechnungstyp 2 (Kalinin-Miljukov) gewaumlhlt wurde [ls] Bei Berechnungstyp 1 (Flieszligzeitverschiebung) erscheint der Wert 0
1 Verzwg Maximalwert Qab2 des 2 Abflusses [ls]
1 Becken maximales Volumen im Becken bei Anspringen der 1 Entlastung [Tsd m3]
1 Entlst Maximalabfluss Qent im Auslasskanal [ls]
1 Abfluss Maximalwert des Abflusses Qab1 aus dem jeweiligen Systembaustein [ls]
1 TmaxTent Datum und Uhrzeit von Maximalwerten (Tmax) bzw Uumlberschrei-ten von Schwellwerten (Tent) Es gilt das Datum des 1 Auftretens Folgende Zeitpunkte gelten fuumlr die unterschiedlichen Elemente Flaumlche Maximalabfluss Einzeleinleitung Maximalabfluss Sammler Maximalabfluss am Ende des Sammlers Verzweigung Qab2 = 0 Maximalabfluss Qab1 Qab2 gt 0 erstes Uumlberschreiten Regenuumlberlauf Qent = 0 Maximalabfluss Qab1 Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten Becken Qent = 0 Maximalvolumen Qent gt 0 erstes Uumlberschreiten
1 Spezifik Bezeichnung des Systemelements
56
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
222 Hinweise
1 Die Uumlberschreitung von Maximalwerten von Kennlinien wird fuumlr das jeweilige Bauwerk
in einer Fuszlignote vermerkt Hier wurde waumlhrend der Langzeitsimulation die Kennlinie ext-
rapoliert und sollte entweder in den Eingangskenngroumlszligen (181 191) oder im Bau-
werksbuch (25) uumlberpruumlft werden
2 Die hydraulische Auslastung der Sammler ist durch Vergleich der Werte Abfluss (Qab) und
Vollfuumlllleistung (Qvoll) abschaumltzbar Zwar ist in SMUSI ein hydrologischer Transportbau-
stein implementiert der nur eine grobe Schaumltzung der aktuellen Wasserspiegellagen zu-
laumlsst aber eine haumlufige und vor allem deutliche Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung eines
Kanals deutet auf eine hydraulische Uumlberlastung (oder einen Fehler in den Sammlerkenn-
groumlszligen) hin und sollte entsprechend uumlberpruumlft werden
23 Summenwerte (SUM)
Die Summenwerte umfassen in tabellarischer Form bei einer Simulation alle Werte die das
System und die Abflusssituation innerhalb des Bilanzierungszeitraums charakterisieren Hier-
fuumlr werden 2 Deckblaumltter und bis zu 8 Tabellen unterschiedlicher Thematik geschrieben
Auf jeder Seite der Datei (Ausnahme Deckblaumltter) wird im Kopf die Kurzbeschreibung der
Variante (Datensatz) der Bilanzierungszeitraum und flaumlchengewichtete (wegen unterschiedli-
chen Regenreihen) Niederschlagskenngroumlszligen (Niederschlagshoumlhe und -dauer) wiedergegeben
231 Summenwerte - Deckblatt 1
2311 Beschreibung
Das Deckblatt 1 stellt im wesentlichen eine Zusammenfassung der Simulationsbedingungen
und der Simulationsoptionen dar Die dort wiedergegebenen Angaben finden sich auf der
Eingabeseite bei den Allgemeinen Angaben (12)
Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Datum der Simulation Zeitpunkt an dem die Datei geschrieben wurde (aus Systemzeit ermittelt)
Hauptuumlberschriften max 3 Zeilen Kurzbeschreibung der Variante
Bilanzierungszeitraum Simulationsbeginn - Simulationsende
Beckenanfangsfuumlllung [] Anfangsbedingungen
Benetzungsverlust (100 entsprechen einem Wert von 05 mm) []
Muldenverluste nach NG Definition von 4 Neigungsklassen mit zugehoumlrigen Muldenverlusten [mm]
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Kategorie Beschreibung der Ausgabewerte
Berechnung mit echten oder repraumlsentativen Regenreihen (fuumlr die Ermittlung der Regenwetterabflusskonzentration relevant)
Kennungen (Nummerierung) der verwendeten Regenreihen
in den einzelnen Regenreihen angegebener Jahresniederschlag und arithmetisches Mittel der Jahresniederschlagshoumlhen [mm]
im Bilanzzeitraum pro Regenreihe gefallener Niederschlag und flaumlchengewichtetes Mittel [mm]
Niederschlags-kenngroessen
Pro Regenreihe bilanzierte Niederschlagsdauer und flaumlchengewichtetes Mittel [h]
Absetzklassen Absetzklassen mit Wirkung fuumlr AFS []
An AFS gebundene Absetzwirkung
Bindung der Schmutzparameter an AFS []
TW-Ablaufkonzentration der KLA
Trockenwetterablaufkonzentration der Schmutzparameter [mgl] (vereinbart im Systemelement Klaumlranlage)
232 Summenwerte - Deckblatt 2
2321 Beschreibung
In Deckblatt 2 sind die Verschmutzungskenngroumlszligen (Konzentrationen) des Oberflaumlchenab-
flusses kanalisierter Flaumlchen und Trenngebiete wiedergegeben Diese werden vorab aus einem
vorzugebenden flaumlchenspezifischen Schmutzpotential (119) und der mittleren Jahresnieder-
schlagshoumlhe ermittelt
Kategorie Name Beschreibung der Ausgabewerte
Flaechentyp Definition des Schmutzpotentials Definierte Schmutz-potentiale AFS BSB5
CSB TOC NH4-N PO4-P
Fuumlr den jeweiligen Flaumlchentyp definierte Schmutzpotentiale auf kanalisierten Flaumlchen der 6 Schmutzstoffe [kg(haAredsdota)]
Flaeche Bezeichnung der kanalisierten Flaumlche oder des Trenngebiets
FL-Typ Verschmutzungstyp (Flaumlchentyp) der Teilflaumlche
NG Neigungsklasse der Teilflaumlche
RRNR Der Teilflaumlche zugeordnete Regenreihennummer
Resultierende Regenwasser-konzentrationen
AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Resultierende Regenwasserkonzentration der jeweiligen Teilflaumlche fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
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2322 Hinweise
1 Es wird unterstellt dass der Regenabfluss der kanalisierten Flaumlchen eine mittlere Ver-
schmutzungskonzentration konstant uumlber die Zeit unabhaumlngig von der Ereignisvorge-
schichte aufweist Die Konzentrationsmittelwerte fuumlr die 6 ausgewaumlhlten Stoffe ergeben
sich aus dem jeweiligen Stoffpotential in kg(haAredmiddota) das durch den gebietsspezifischen
abflusswirksamen Niederschlag abgespuumllt wird dh das pro Jahr durch Regen abspuumllbare
Stoffpotential wird durch das oumlrtliche Jahresabflussvolumen pro Hektar versiegelter Flauml-
che (abflusswirksamer Niederschlag 1 mma = 10 m3haAredmiddota) dividiert Man erhaumllt so eine
ortsspezifische mittlere jaumlhrliche Konzentration des jeweiligen Stoffes im Regenabfluss
Beispielsweise betraumlgt bei einem Stoffpotential von 50 kg( haAredmiddota) und einem abfluss-
wirksamen Niederschlag von 500 mma = 5000 m3( haAredmiddota) die mittlere jaumlhrliche Regen-
abflusskonzentration 10 mgl Werden in einem anderen Gebiet 700 mma abflusswirk-
sam ergibt sich fuumlr die mittlere Regenabflusskonzentration ein Wert von 714 mgl
Fuumlr Nachweise in Hessen sind die folgenden Standardpotentiale zu verwenden
Stoff AFS BSB5 CSB TOC NH4-N PO4-P
Stoffpotential in kg( haAredmiddota) 770 60 600 200 6 65
2 Die programminterne Berechnung der mittleren Stoffkonzentrationen aus den Stoffpoten-
zialen setzt die Kenntnis des flaumlchenspezifischen abflusswirksamen Niederschlages Nw
voraus der eigentlich erst waumlhrend der Niederschlag-Abfluss-Simulation ermittelt wird
Untersuchungen mit verschiedenen langjaumlhrigen Regenreihen ergaben dass ein sehr guter
Zusammenhang zwischen der Jahresniederschlagshoumlhe und dem von der Neigungsgruppe
der Teilflaumlche abhaumlngigen mittleren Abflussbeiwert der versiegelten Flaumlchen besteht
Dieser Zusammenhang ist begruumlndet durch die Beziehung
Ψ = =minus minus minussumsumsumN
NN VP BV M
Nw V
Die Jahressumme der Benetzungs- und Muldenverluste ΣBV + ΣMV haumlngt von der Nei-
gungsgruppe der Aufeinanderfolge der Niederschlaumlge innerhalb eines Jahres und der po-
tentiellen Verdunstung ab zusaumltzlich kommt noch die potentielle Verdunstung ΣVP selbst
waumlhrend des Niederschlages zum Abzug
Ergebnis der genannten Untersuchungen sind Regressionsbeziehungen aus denen vorab
programmintern der mittlere Abflussbeiwert jeder Flaumlche und die resultierende Abfluss-
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konzentration ermittelt wird Wichtig ist hierbei die Unterscheidung zwischen repraumlsenta-
tiver und echter Regenreihe (12) da unterschiedliche Regressionsbeziehungen verwendet
werden
In Hessen sind generell die repraumlsentativen Regenreihen zu waumlhlen
233 Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
2331 Beschreibung
In den Gebiets- und Systemkenngroumlszligen sind das Einzugsgebiet charakterisierende Werte bau-
werks- und einzugsgebietsbezogen in tabellarischer Form zusammengestellt Unterschieden
wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die Kennung und Typ des Bauwerks charakterisieren
Direkteinzugsgebiet Angaben zu dem direkt zugeordneten (nicht vorentlasteten) Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Gesamteinzugsgebiet Angaben zu dem insgesamt zugeordneten Einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks
Trockenwetterabfluss Summe aller Trockenwetterabfluumlsse aus oberhalb liegenden Gebieten und Einzeleinleitungen
Entlastungsbauwerk Abfluumlsse Volumen und abgeleitete Kenngroumlszligen der jeweiligen Ent-lastungsanlage
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks
1 Typ Bauwerkstyp
Bauwerk
2 (TrnGeb) Kennung dass Trenngebiete angeschlossen sind
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
Direktein-zugsgebiet
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 A Angeschlossene Flaumlche - Mischsystem [ha]
2 ATr Angeschlossene Flaumlche - Trennsystem [ha]
1 VG Mittlerer Versiegelungsgrad der angeschlossenen Flaumlchen []
1 Au Undurchlaumlssige Flaumlche (AVG) [ha]
Gesamtein-zugsgebiet
1 EZ Einwohnerzahl des angeschlossenen Mischsystems [-]
60
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Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
2 EZTr Einwohnerzahl des angeschlossenen Trennsystems [-]
1 mQh mittlerer haumluslicher Abfluss [ls]
1 mQg mittlerer gewerblicher Abfluss [ls]
1 mQf mittlerer Fremdwasserabfluss [ls]
1 mQt mittlerer Gesamttrockenwetterabfluss [ls]
Trocken-wetterabfluss
1 mxQt maximaler Gesamttrockenwetterabfluss[ls]
1 Qd Drosselabfluss ab dem Einstau beginnt [ls]
2 (Qd) Drosselabfluss bei Anspringen des ersten Uumlberlaufs [ls]
1 Qkue Abfluss uumlber den Klaumlruumlberlauf bei Anspringen des Beckenuumlberlaufs [ls]
1 V Im Becken gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3]
2 (V-Kan) aktiviertes Kanalvolumen bei Entlastungsbeginn [m3] (wenn Ruumlckstauoption gesetzt ist)
1 VS auf die undurchlaumlssige Flaumlche des kanalisierten Gesamteinzugsgebie-tes bezogenes spez Ruumlckhaltevolumen VS [m3ha]
1 qr Regenwasserabflussspende (qr = QrdAu) [l(ssdotha)] mit Qrd = Qd - mQt [ls]
1 te Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens [h]
Entlastungs-bauwerke
2 (t-Kan) Abschaumltzung fuumlr die Entleerungszeit des Beckens + Kanal [h]
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben die
identisch mit den Werten am Klaumlrwerkszulauf sind
Zeile 1 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Mischentwaumlsserung
Zeile 2 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Flaumlchen mit Trennentwaumlsserung
Zeile 3 Summenbildung fuumlr die angeschlossenen Auszligengebiete
Zeile 4 Kenngroumlszligen des fiktiven Zentralbeckens nach ATV-A 128 (sofern diese Berech-nungsoption gewaumlhlt wurde
2332 Hinweise
1 Die Werte mQh mQg mQf und mQt stellen Jahresmittelwerte dar Der Wert mxQt ist
dagegen der unter Trockenwetterbedingungen maximal auftretende Trockenwetterabfluss
(also auch bei maximalem Fremdwasserabfluss) Dieser Wert unterscheidet sich demnach
von dem groumlszligten Abflusswert der im Trockenwettergang (21) angegeben wird da dieser
unter der Annahme eines mittleren Fremdwasseranfalls berechnet wird
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 2 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS wird generell das Volumen von
Regenruumlckhaltebecken (RRB) und das aktivierte Kanalvolumen Vkan nicht beruumlcksichtigt
3 Die Werte Qd fuumlr den Drosselabfluss sind mit besonderer Sorgfalt zu ermitteln da sie das
Gesamtergebnis maszliggeblich beeinflussen (18 19 110) Zu empfehlen ist fuumlr die Bau-
werke auf jeden Fall die Ausgabe des Bauwerksbuchs (25) in dem naumlhere Informationen
zu dem Bauwerk und dessen Abbildung in SMUSI zu finden sind
4 Bei der Angabe des spezifischen Speichervolumens VS in der ersten Zeile der Summen-
werte wird das Volumen eines Bodenfilters sofern vorhanden mit beruumlcksichtigt Aus
diesem Grund koumlnnen die Angaben des spezifischen Volumens des letzten Beckens vor
der Klaumlranlage und des Summenwertes abweichen da in der Beckenzeile das Volumen
des nachfolgenden Bodenfilters nicht hinzugezaumlhlt wird
5 Fuumlr die Berechnung der Entleerungszeit von Becken undoder eingestauten Kanaumllen wird
von der Annahme ausgegangen dass der mittlere Entleerungsabfluss dem arithmetischen
Mittel aus den beiden Drosselabfluumlssen zu Beginn des Einstaus und zu Beginn des Entlas-
tens entspricht Dementsprechend ergibt sich die Dauer zu te = V (frac12middot(Qab1 + Qab2))
234 Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
2341 Beschreibung
In den Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen werden fuumlr jedes Bauwerk sowie fuumlr das Gesamt-
einzugsgebiet Zuflussdauern -haumlufigkeiten und -volumen und die entsprechenden Entlas-
tungskenngroumlszligen ausgegeben Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Zulauf Daten der Abflusssituation im Zulauf des jeweiligen Bauwerks
Entlastung (Zahl) Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs KU (nur DLB und SKU) des Becken- bzw des Regenuumlberlaufs BU und des Beckens Aufgrund der Ereignisdefinition von SMUSI kann es waumlhrend eines Ereignisses zu mehrfachen Entlastungen kommen (Ereignisdefinition hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls)
Entlastung (Dauer) Dauer aller Abfluumlsse uumlber den Klaumlruumlberlauf KU den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU und des Beckeneinstaus
Entlastung (Volumen) Abflussvolumen das uumlber den Klaumlruumlberlauf KU und den Becken- bzw den Regenuumlberlauf BU entlastet wird sowie die Entlastungs-rate eo (Verhaumlltnis des gesamten Entlastungsvolumens zum Re-genwasserabflussvolumen des Gesamteinzugsgebietes)
62
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Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
1 Zahl - n Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss [-]
1 Dauer - TQr Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse [h]
1 VQt Trockenwetterabflussvolumen VQt waumlhrend des Mischwasserabflusses [Tsd m3]
1 VQr Regenwasserabflussvolumen [Tsd m3]
Zulauf
1 VQm Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr ) [Tsd m3]
1 KU Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
1 BU Anzahl der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [-]
Entlastung (Zahl)
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [-]
1 KU Dauer der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
1 BU Dauer der Beaufschlagungen des Beckenuumlberlaufs im Bilanzierungszeitraum [h]
Entlastung (Dauer)
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Beckens im Bilanzierungszeitraum [h]
1 (Drossel) an die Unterlieger weitergeleitetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 KU uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 BU uumlber den Beckenuumlberlauf entlastetes Regenabflussvolumen [Tsd m3]
1 Summe Summe des entlasteten Regenabflussvolumens [Tsd m3]
Entlastung (Volumen)
1 eo Entlastungsrate eo [] (Summe entlasteter Regenabfluss effektiven Direktabfluss)
In den letzten drei Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Mischwasserabflusses - Regenwetterabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen - entlastetes Volumen uumlber alle Klaumlruumlberlaumlufe - entlastetes Volumen uumlber alle Beckenuumlberlaumlufe - Summe des entlasteten Volumen - Gesamtentlastungsrate
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 2 KLA - Anzahl n aller Ereignisse mit Mischwasserzufluss - Dauer TQr des Regenwasserzuflusses aller Ereignisse - Trockenwetterabflussvolumen waumlhrend des Regenwasserabflusses - Regenwasserabflussvolumen - Mischwasserabflussvolumen (VQt + VQr )
Zeile 3 Summe TW - Dauer des Trockenwetterzuflusses zur Klaumlranlage waumlhrend der Tro-ckenzeiten
- Trockenwetterzuflussvolumen zur Klaumlranlage waumlhrend der Trocken-zeiten
2342 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern ist das ausgewiesene
Mischwasserabflussvolumen Qm nicht vergleichbar mit dem an einer Klaumlranlage gemes-
senen Zuflussvolumen in einem der Simulationsdauer vergleichbaren Zeitraum Um solch
eine Plausibilitaumltskontrolle durchzufuumlhren ist der Trockenwetterzufluss zur Klaumlranlage
waumlhrend der Trockenzeiten (letzte Zeile) hinzu zurechnen
2 Die Entlastungsanzahl der Bauwerksuumlberlaumlufe ist unabhaumlngig von der Ereignisdefinition
des Gesamtsystems Es koumlnnen demnach innerhalb eines Abflussereignisses mehrer Uumlber-
laufereignisse gezaumlhlt werden
3 Die Entlastungsrate eo ist der Quotient aus der Summe des entlasteten Regenabflusses und
dem effektiven Direktabfluss Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer auf das Gesamt-
einzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlasteten Bauwerken
nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen zu
berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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235 Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen
2351 Beschreibung
Die Maximalabfluumlsse in den Auslasskanaumllen sind die Summe der einzelnen Entlastungsabfluumls-
se eines Bauwerks unter der Annahme dass alle Teilabfluumlsse in einem Sammelkanal in das
Gewaumlsser eingeleitet werden Neben der Angabe der Maximalabfluumlsse sind auch Maximal-
dauern und -volumina aufgelistet Eine einfache statistische Auswertung hilft auszligerdem die
Spitzenwerte in das Gesamtkontinuum einzuordnen Unterteilt ist die Tabelle in die Katego-
rien
Bauwerk Daten die den Typ des Bauwerks charakterisieren
Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des jeweiligen Auslasskanals zum Vorfluter (bei DLB ist die Kanalhaltung gemeint die unterhalb der Vereinigung von Klaumlr- und Beckenuumlberlauf liegt)
Scheitel Maximalwerte bezogen auf den Abflussscheitel
Dauer Maximalwerte bezogen auf die Abflussdauer
Volumen Maximalwerte bezogen auf das Abflussvolumen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks Bauwerk
1 Typ Bauwerkstyp
Anzahl 1 Anzahl Anzahl der Beaufschlagungen des Auslasskanals [-]
1 Qmax maximaler Scheitelabfluss [m3s]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Qm mittlerer Scheitelabfluss [m3s]
Scheitel
1 QgtQm Anzahl der Ereignisse mit QScheitel gtQm [-]
1 Dmax maximale Entlastungsdauer [h]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Dm mittlere Entlastungsdauer [h]
Dauer
1 DgtDm Anzahl der Ereignisse mit DEntlast gtDm [-]
1 Vmax maximales Entlastungsvolumen [m3]
1 Datum zugehoumlriges Datum
1 Vm mittleres Entlastungsvolumen [m3]
Volumen
1 VgtVm Anzahl der Ereignisse mit VEntlast gtVm [-]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2352 Hinweise
1 Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen wird als Maximalereignis immer ein
Regenereignis zwischen dem 14 und dem 16Juni ausgewiesen Dass die repraumlsentativen
Regenreihen lediglich einen Zeitraum von 9 Monaten abdecken bedeutet nicht dass dieses
Ereignis ein Wiederkehrintervall von kleiner einem Jahr hat Vielmehr sind die Regenrei-
hen unter der Zielsetzung entstanden das Verhalten eines Entwaumlsserungssystems hinsicht-
lich der Entlastungskenngroumlszligen fuumlr ein deutlich laumlngeres Niederschlagskontinuum in aus-
reichender Schaumlrfe abzubilden Demzufolge sind in den repraumlsentativen Regenreihen ein-
zelne Regenereignisse enthalten die ein deutlich groumlszligeres Wiederkehrintervall als ein Jahr
aufweisen
Dies gilt es unbedingt zu beachten wenn die Berechnungsergebnisse von SMUSI fuumlr eine
Vorabschaumltzung der Dimensionen des erforderlichen Auslasskanals verwendet werden
sollen Prinzipiell sollte fuumlr diese Aufgabe eher ein staumlrker hydraulisch orientiertes Be-
rechnungsverfahren eingesetzt werden
236 Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe
2361 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerks- bzw einzugsge-
bietsbezogenen Bilanzen der 6 in SMUSI beruumlcksichtigen Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifi-zierung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehand-lung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbau-werk die Stofffrachten die waumlhrend der Regenwasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bau-werk enthalten waren dargestellt
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die Stofffrachten der ausgewaumlhl-ten 6 Stoffe ausgegeben die im entlasteten Mischwasservolumen an diesem Bauwerk waumlhrend des Bilanzierungszeitraums enthalten waren
spez Entlastung Gesamtentlastungsfracht bis zum jeweiligen Entlastungsbauwerk (ein-schlieszliglich der dort entlasteten Fracht) dividiert durch die gesamte re-duzierte Flaumlche (Ared) der angeschlossenen kanalisierten Flaumlchen Die versiegelten Flaumlchen von Auszligengebieten bleiben unberuumlcksichtigt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der Absetzwirkung
Bauwerk
2 Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
1 SFz Zum Bauwerk zugeflossene Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe waumlhrend der Regenabflussdauer TQr (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Zulauf
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Zulauffrachten zum Boden-filter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzeitig die Ablauffrachten am Klaumlruumlberlauf des angeschlossenen Beckens dar
1 SFe Am Bauwerk entlastete Stofffrachten der 6 Schmutzstoffe Summe von Klaumlruumlberlauf und Beckenuumlberlauf (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 bei WMB-Typ = BOF werden hier die vom Bodenfilter in den Vorfluter eingeleiteten Stofffrachten aufgefuumlhrt Diese beinhalten sowohl die uumlber den Klaumlruumlberlauf des Bodenfilters entlasteten als auch die aus dem Boden ausgetragenen Massen
Entlastung
3 bei WMB-Typ = BOF werden hier die Summen aus Zeile 1 und Zeile 2 aufgefuumlhrt
spez Entlas-tung
1 SFe(ges) Au(ges)
spezifische Gesamtentlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe wobei bei der Division lediglich die reduzierten Flaumlchen von kanalisierten Flaumlchen beruumlcksichtigt werden [kgha]
In den letzten vier Zeilen werden die Ergebnisse von Summenbildungen bzw Klaumlranlagen
spezifische Ergebnisse wiedergegeben Die dargestellten Werte sind vom gleichen Typ wie
die oben beschriebenen
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer bilanziert wurden Durch die unterschiedlichen Dauern TQr ist eine direkte Berechnung der Summe aus den anderen An-gaben der Tabelle nicht moumlglich
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer entlastet wurden
- Gesamtentlastungsfrachten bezogen auf die reduzierte Gesamtflauml-che
Zeile 2 Entnomm - Durch die weitergehende Mischwasserbehandlung koumlnnen Frach- Frachten ten aus dem Bilanzkreislauf entnommen werden (zB Filterung +
Entnahme) Die Summe dieser Frachtentnahmen wird hier aufge-fuumlhrt
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Zeile 3 KLA (Regen) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-
flussdauer im Zulauf der Klaumlranlage bilanziert wurden
- Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Regenab-flussdauer von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wurden (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Regen) bezogen auf die reduzierte Gesamt-flaumlche
Zeile 4 KLA (Trock) - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter die waumlhrend der Trocken-wetterphasen von der Klaumlranlage in das Gewaumlsser abgegeben wur-den (beachte Angaben im Formular Klaumlranlage)
- Gesamtabgabefrachten (Trocken) bezogen auf die reduzierte Ge-samtflaumlche
2362 Hinweise
1 Die Zuflusskenngroumlszligen beziehen sich nur auf die Zeiten innerhalb des Simulationszeit-
raums bei denen die Bedingung Qzu gt Qt + 01 ls erfuumlllt ist Insofern sind die ausgewie-
senen Zulauffrachten nicht vergleichbar mit eventuell an einer Klaumlranlage gemessenen
Konzentrationen und daraus hochgerechneten Frachten in einem der Simulationsdauer
vergleichbaren Zeitraum Eine diesbezuumlglich Plausibilitaumltskontrolle erfolgt besser durch
Vergleich mit dem Trockenwettergang (21)
2 Zu beachten ist dass die Frachten in den einzelnen Kategorien in variablen 10er-Potenzen
der Dimension kg ausgegeben werden somit sind die reinen Zahlenwerte bei unterschied-
lichen Bilanzierungszeitraumlumen nicht immer unmittelbar vergleichbar
3 Die spezifische Entlastungsfracht SFe ist der Quotient aus der Summe der jeweiligen Ent-
lastungsfracht und versiegelten Einzugsgebiet Sie bezieht sich definitionsgemaumlszlig immer
auf das Gesamteinzugsgebiet des jeweiligen Bauwerks und ist demzufolge bei vorentlaste-
ten Bauwerken nicht ohne weiteres aus den uumlbrigen Angaben der Frachten ausgewaumlhlter
Stoffe zu berechnen
4 Bei der Uumlberpruumlfung der Zu- und Ablaufbilanzen koumlnnen geringe Diskrepanzen auftreten
die auf die Definition der Regenabflussdauer und damit auf numerische Ungenauigkeit zu-
ruumlckzufuumlhren sind Beginn und Ende des Regenabflusses sind aus rechentechnischen
Gruumlnden durch Uumlber- bzw Unterschreiten eines Grenzwertes (Qt + 01 ls) uumlber dem Tro-
ckenwetterabfluss festgelegt Der unterhalb dieses Grenzwertes liegende Regenwetterab-
fluss wird nicht mitbilanziert Daraus folgt dass sehr kleine aber haumlufig auftretende Re-
genereignisse bei ihrer Einleitung ins Kanalnetz noch bilanziert aber nach Abflachung auf
ihrem Weg zur Klaumlranlage vernachlaumlssigt werden
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237 Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe
2371 Beschreibung
In der Tabelle Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlter Stoffe werden die bauwerksbezogenen
Konzentrationskennwerte der 6 in SMUSI beruumlcksichtigten Schmutzstoffe zusammengefasst
Unterschieden wird in die Kategorien
Bauwerk Name des Entlastungsbauwerks mit Kurzbezeichnung sowie Klassifizie-rung der Absetzwirkung und weitergehenden Mischwasserbehandlung
Zulauf Es werden fuumlr die ausgewaumlhlten 6 Stoffe und fuumlr jedes Entlastungsbauwerk die minimalen Stoffkonzentrationen dargestellt die waumlhrend der Regen-wasserabflussdauer TQr im Mischwasserabflussvolumen VQm im Zulauf zum jeweiligen Bauwerk enthalten waren
Entlastung Fuumlr jedes Entlastungsbauwerk werden die maximalen und mittleren Stoff-konzentrationen der ausgewaumlhlten 6 Stoffe ausgegeben die waumlhrend des Bilanzierungszeitraums im Auslasskanal des Bauwerks ermittelt wurden
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 Cz (min) Minimale Zulaufkonzentration zum Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Zulauf
2 Cz (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Zulaufkonzent-rationen [mgl] zum Bodenfilter aufgefuumlhrt Diese stellen gleichzei-tig die mittleren Ablaufkonzentrationen am Klaumlruumlberlauf des ange-schlossenen Beckens dar
1 Ce (max) Maximale Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutzstoffe [mgl]
Entlastung 1
2 Cp (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentrationen [mgl] nach der Bodenpassage des Bodenfilters aufgefuumlhrt
1 Ce (mit) Mittlere Entlastungskonzentration am Bauwerk fuumlr die 6 Schmutz-stoffe [mgl]
Entlastung 2
2 Ce (mit) wenn WMB-Typ = BOF werden hier die mittleren Konzentratio-nen [mgl] des Klaumlruumlberlaufs des Bodenfilters aufgefuumlhrt
2372 Hinweise
1 Sollte die minimale Zulaufkonzentration deutlich geringer sein als die Regenabflusskon-
zentration (232) deutet dies auf einen hohen Fremdwasseranfall hin Hier ist zu pruumlfen
ob dies tatsaumlchlich korrekt ist oder ein Datenfehler vorliegt
69
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238 Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
2381 Beschreibung
Die Ermittlung des Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung erfolgt durch Vergleich der
Entlastungsfrachten eines fiktiven Trennbauwerks das lediglich den Drosselabfluss weiterlei-
tet und das restliche Abflussvolumen entlasten wuumlrde (analog zu einem Regenuumlberlauf) mit
dem realen Speicherbauwerk Der Quotient der ermittelten Schmutzfrachten wird zur Berech-
nung eines Wirkungsgrades der Mischwasserbehandlung herangezogen Auf diese Art kann
die Wirkung voumlllig unterschiedlicher Mischwasserbehandlungsmaszlignahmen (MB) miteinander
verglichen werden und ermoumlglicht dementsprechend auch die Bewertung von weitergehenden
Maszlignahmen im Vergleich zu herkoumlmmlichen Speicherbauwerken
Die folgenden Werte sind in der Tabelle zusammengestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung des Bauwerks (Becken) Bauwerk
1 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung
Entlastungsfracht ohne MB
1 SFoMB Fiktive Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter der Annahme dass der Drosselabfluss zur KLA weitergeleitet wird und der Rest-abfluss mit der Zulaufkonzentration entlastet (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Entlastungsfracht mit MB
1 SFmMB Berechnete Entlastungsfracht der 6 Schmutzstoffe unter Beruumlck-sichtigung aller Maszlignahmen (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Wirkungsgrad der MB
1 etaMB Wirkungsgrad der Mischwasserbehandlung (etaMB = 1-SFmMBSFoMB)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen und Mittelwertberechnun-
gen wiedergegeben
Zeile 1 Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter ohne Mischwasserbehandlung
Summe - Frachtsummen der 6 Schmutzparameter mit Mischwasserbehandlung
Mittel - Mittelwert des Wirkungsgrades
2382 Hinweise
1 In der Tabelle Wirkung der Mischwasserbehandlung sind lediglich Speicherbauwerke
enthalten da Regenuumlberlaumlufe definitionsgemaumlszlig den Wirkungsgrad η = 0 haben
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
239 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
2391 Beschreibung
Sofern fuumlr kanalisierte Flaumlchen Brauchwassernutzungsanlagen vorgesehen wurden (15) wird
eine Tabelle mit zugehoumlrigen Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnissen geschrieben in der
die folgenden Ergebnisse zusammengefasst sind
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez Kennung der kanalisierten Flaumlche mit Charakterisierung des Uumlber-laufs des Speichers (oV =gt Uumlberlaufwasser wird ins Kanalnetz eingeleitet mV =gt Uumlberlaufwasser wird komplett versickert)
1 Ages Gesamtflaumlchengroumlszlige [ha]
1 Ared reduzierte Flaumlchengroumlszlige (nur undurchlaumlssiger Anteil) [ha]
1 ABWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Flaumlchengroumlszlige [ha]
1 EWBWN An Brauchwassernutzung angeschlossene Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 Qab mittlere taumlgliche Entnahme aus den Brauchwassernutzungsspei-chern (Zisternen) pro Einwohner [l(Esdotd)]
1 Vzu Gesamtzulaufvolumen im Bilanzierungszeitraum [m3]
2 (Vini) Anfangsspeicherinhalt (= 01sdotGesamtspeicherinhalt) [m3]
1 Vret Zuruumlckgehaltenes (der Bilanz entnommenes) Volumen [m3]
Volumina
2 (Vend) Speicherinhalt am Ende der Simulation [m3]
1 Zulauffracht Gesamtzulauffracht der 6 Schmutzstoffe im Bilanzzeitraum (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2 Abgesetzte Fracht
Im Bilanzzeitraum im Speicher abgesetzte Fracht idR Reinigung 1x pro Jahr erforderlich (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
1 Entnomm Fracht
Dem Stoffkreislauf durch Verbrauch und Absetzwirkung entzogene Fracht (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
2 Uumlberlauf-fracht
Aus dem Speicher uumlbergelaufene Fracht es werden Klammern gesetzt sofern eine Versickerung vorgesehen ist da dann diese Frachten der Bilanz entnommen werden (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
2392 Hinweise
1 Das Uumlberlaufvolumen wird nicht gesondert ausgewiesen
Es laumlsst sich ermitteln aus Vuumlber = Vzu - Vret + Vini - Vend
71
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2310 Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
23101 Beschreibung
Sofern Trenngebiete vorgesehen sind wird eine Tabelle mit den folgenden Kenngroumlszligen und
Berechnungsergebnissen geschrieben
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bez K Kurzbezeichnung des Trenngebiets mit Kennung ob Regenabfluss in das Kanalnetz eingeleitet wird
1 Ages Gesamtflaumlche [ha]
1 VG Versiegelungsgrad [-]
1 EW Einwohner [-]
Flaechen + Einwohner
1 mxQt maximaler Trockenwetterabfluss [ls]
1 V-Netz In das Kanalnetz eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
Volumina
1 V-Vorfl In den Vorfluter eingetragenes Volumen im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage [Tsd m3]
1 Fracht in Kanalnetz
In das Netz eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlh-rend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
Frachten
1 Fracht in Vorfluter
In den Vorfluter eingetragene Schmutzfrachten im Bilanzzeitraum waumlhrend Mischwasserzufluss an der Klaumlranlage (variable 10er-Potenzen mit Dimension kg)
In der letzten Zeile werden die Ergebnisse von Summenbildungen wiedergegeben Die darge-
stellten Werte sind vom gleichen Typ wie die oben beschriebenen
23102 Hinweise
1 Die Berechnungsergebnisse fuumlr die Trennsysteme sind fuumlr die Beurteilung der Entlas-
tungsbauwerke zunaumlchst irrelevant Allerdings sind die Volumen- bzw Frachtanteile die
uumlber den Regenauslasskanal in das Gewaumlsser eingeleitet werden fuumlr die Gesamtbeurtei-
lung der Siedlungsentwaumlsserung von Interesse Hier ist gegebenenfalls das ATV-DVWK-
Merkblatt M 153 anzuwenden
72
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
2311 Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
23111 Beschreibung
In einer Reihe von Bundeslaumlndern dient das ATV-Arbeitsblatt-A 128 als Grundlage zur Beur-
teilung der Mischwasserentlastungsanlagen Anders als in Hessen laumlsst das A 128 die Anwen-
dung beliebiger (geeigneter) Schmutzfrachtberechnungsmodelle zur Nachweisfuumlhrung zu Im
Rahmen dieses Nachweises ist keine bindende Kenngroumlszlige (zB die spezifische Entlastungs-
fracht) vorgegeben sondern die Zielgroumlszlige (die sog modellspezifische CSB-Entlastungsfracht
am fiktiven Zentralbecken) ist zunaumlchst im Rahmen einer Vorberechnung zu ermitteln
Hierzu ist nach Anhang 3 des A128 zunaumlchst das erforderliche Gesamtspeichervolumen zu
bestimmen Dieses Speichervolumen wird anschlieszligend als fiktives Zentralbecken als letztes
Element vor der Klaumlranlage angeordnet Durch eine Langzeitsimulation bei der gewaumlhrleistet
sein muss dass das Abflussvolumen ruumlckstaufrei dem fiktiven Zentralbecken zugeleitet wer-
den kann wird anschlieszligend die Gesamtentlastungsfracht errechnet Diese Fracht ist die Ziel-
groumlszlige die im realen System nicht uumlberschritten werden darf An einzelne Bauwerke wird die
Forderung zur Einhaltung des Mindestmischungsverhaumlltnisses gestellt
Die in der Tabelle A128 - Kenngroessen wiedergegebenen Groumlszligen dienen zur leichteren Beur-
teilung des Entwaumlsserungssystems nach den Vorgaben des ATV-Arbeitsblattes A128
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Name Bezeichnung des Bauwerks
1 Bez Kennung des Bauwerks mit Angabe der gewaumlhlten Absetzwirkung
Bauwerk
2 Bez Kennung der weitergehenden Mischwasserbehandlung nach Defini-tion im Formular Mischwasserbehandlung
1 V Im Beckenvolumen gespeichertes Volumen bei Entlastungsbeginn [m3] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
1 Vmin Mindestspeichervolumen nach A128 (Gl 710)
rmins q84363V sdot+=
Volumen + Abfluumlsse
1 Qd Drosselabfluss bei Anspringen des ersten (untersten) Uumlberlaufs [ls] (siehe Gebiets- und Systemkenngroumlszligen)
73
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Qkrit Kritischer Abfluss nach A128 (Gl 610) fuumlr DLB SKU und RUE
sum++= idkritr24tkrit QQQQ
mit Qt24 Tagesmittel des Trockenwetterabflusses aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet
Qrkrit Kritischer Regenabfluss aus dem unmittelbaren Zwischeneinzugsgebiet (Gl 69) Qrkrit = rkrit Au
mit
SKUundDLBhasl
krit rarrsdot
15r =
RUEhasl
t fkrit rarr
sdot
sdot+ 5)120(12057r
=
Σ Qdi Summe aller unmittelbar von oberhalb zuflieszligen-den Drosselabfluumlsse wobei
Qd le Qkrit rarr Qd = Qd
Qd gt Qkrit rarr Qd = Qkrit
1 Qdmin Rechnerischer Mindestdrosselabfluss
Fuumlr RUE nach A128 (Gl 93)
( ) 24min 1 terfd QmQ sdot+=
Fuumlr Becken
fsxd QQQ +sdot= 2min
1 SFe Am Bauwerk entlastete CSB-Fracht [kga]
1 115 SFe 115-fache entlastete CSB-Fracht maszliggebend fuumlr SKU[-]
1 Ct Mittlere CSB-Trockenwetterabflusskonzentration als Quotient aus TrockenwetterfrachtTrockenwettervolumen [mgl]
1 Cr Mittlere CSB-Regenwetterabflusskonzentration als Quotient aus RegenwetterfrachtRegenwettervolumen [mgl]
1 Cm Mittlere CSB-Mischwasserkonzentration als Quotient aus GesamtfrachtGesamtvolumen [mgl]
CSB Frachten + Konzentr
1 Ce Mittlere CSB-Entlastungskonzentration als Quotient aus EntlastungsfrachtEntlastungsvolumen [mgl]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 vorh vorhandenes Mischungsverhaumlltnis
fuumlr RUE nach A128 (Gl 92)
d
tdvorh Q
QQm 24minus
=
fuumlr Becken nach A128 (modif Gl 95 fuumlr fiktiven Schmutzstoff)
1minus=e
tvorh c
cm
Mischungs- verhaumlltnis
1 erf Erforderliches Mischungsverhaumlltnis nach A128 (Gl 92 94)
7=erfm fuumlr CtCSB le 600 mgl
60
180minus= t
erfc
m fuumlr CtCSB gt 600 mgl
23112 Hinweise
1 Im Arbeitsblatt A128 wird als Bestimmungsgleichung fuumlr das vorhandene Mischungsver-
haumlltnis mvorh von Regenuumlberlaufbecken die folgende Gleichung angegeben
te
etvorh cc
ccm
minusminus
= (A128 Gl 95)
Bei Anwendung dieser Gleichung konnte ein negatives Mischungsverhaumlltnis berechnet
werden wenn entweder die Entlastungskonzentration ceCSB oder die Trockenwetterkon-
zentration ctCSB (zB durch hohen Fremdwasseranteil) kleiner als die Regenwasserkon-
zentration crCSB ist Aus diesem Grund wurde von der ATV-AG Schmutzfrachtberech-
nung der Vorschlag erarbeitet das Mischungsverhaumlltnis mittels eines fiktiven Schmutz-
stoffs zu berechnen Dieser Schmutzstoff weist lediglich eine Schmutzkonzentration auf
die Regenwasserkonzentration wird zu Null gesetzt Dadurch vereinfacht sich Gleichung
95 wie in der Tabelle oben angegeben und es ist sichergestellt dass fuumlr das Mischungs-
verhaumlltnis immer Werte groumlszliger oder gleich Null ermittelt werden
2 Wie bereits erwaumlhnt sind die Ergebnisse einer Betrachtung nach ATV A128 in Hessen
zunaumlchst nicht von Bedeutung Aber sie liefern quasi eine andere Sicht auf das gleiche
Problem und geben zur Beurteilung eines Entwaumlsserungssystems ergaumlnzende Informatio-
nen Teile der Vorgehensweise nach A128 wurden auch in das Pruumlfmodul eingearbeitet
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
24 Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
241 Beschreibung
In der Ergebnisdatei der Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE) werden fuumlr Entlas-
tungsbauwerke die Maximalwerte fuumlr jedes Ereignis (hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls) das
im Gesamtsystem zu einer Entlastung fuumlhrte zusammengefasst dargestellt
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Simulations-zeitraum
Simulationsanfang und Simulationsende nach Angaben in dem Formular Allgemeine Angaben
2 E-Bauwerk Name (Bezeichnung) des Entlastungsbauwerks
Formularkopf
3 Element- Drosselabfluss bei Vollfuumlllung [ls]
4 Kenngroumlszligen Beckenvolumen bei Vollfuumlllung [m3] Formularkopf
5 Element Datum
Elementkennung des Bauwerks und Datum der durchgefuumlhrten Berechnung
1 Erg-Beginn Datum und Uhrzeit des Ereignisbeginns bezogen auf das Ge-samtsystem
Ereignis-definiton
1 Erg-Dauer Ereignisdauer fuumlr das Gesamtsystem nach SMUSI-Definition
1 Houmlhe Flaumlchengewichtete Houmlhe des Niederschlags waumlhrend des Ereig-nisses bezogen auf das Gesamtsystem [mm]
1 Dauer Flaumlchengewichtete Dauer des Niederschlags waumlhrend des Er-eignisses bezogen auf das Gesamtsystem [h]
Niederschlag
1 Intensitaumlt Flaumlchengewichtete Intensitaumlt des Niederschlags waumlhrend des Ereignisses bezogen auf das Gesamtsystem [mmh]
1 Dauer Entlastungsdauer fuumlr das jeweilige Ereignis [h]
1 Qmit Mit Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Qmax Max Entlastungsabfluss fuumlr das jeweilige Ereignis [ls]
1 Volumen Entlastungsvolumen fuumlr das jeweilige Ereignis [m3]
1 Cmit Mit Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereig-nis [mgl]
1 Cmax Max Entlastungskonzentration fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Er-eignis [mgl]
Entlastungs-kenngroumlszligen
1 Fracht Entlastungsfracht fuumlr CSB fuumlr das jeweilige Ereignis [kg]
1 Dauer kumulierte Entlastungsdauer [h]
1 Volumen kumuliertes Entlastungsvolumen [m3]
Entlastungs-summen
1 Fracht kumulierte Entlastungsfracht [kg]
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Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
242 Hinweise
1 Aus Gruumlnden der Uumlbersicht bei der Gegenuumlberstellung der Berechnungsergebnisse unter-
schiedlicher Bauwerke werden alle Ereignisse die irgendwo im Kanalnetz zu einer Ent-
lastung fuumlhrten aufgelistet Aus diesem Grund koumlnnen fuumlr einzelne Bauwerke in dem Er-
gebnisausdruck Zeilen mit Angaben zu einem Regenereignis aber Nullwerten fuumlr die Ent-
lastung auftauchen
2 Zur Ereignisdefinition wird fuumlr die EEE-Ergebnisse das Gesamtsystem herangezogen
Demzufolge ist es bei bestimmten Systemkonstellationen moumlglich dass bei den Sum-
menwerten eine groumlszligere Anzahl an Entlastungsereignissen ausgewiesen wird als die EEE-
Tabelle Zeilen hat Dies kann passieren wenn innerhalb eines systembezogenen Abfluss-
ereignisses ein Bauwerk durch Zuflussschwankungen mehrfach anspringt
3 Die kumulierten Werte werden bei einer mehrjaumlhrigen Simulation zum Jahresbeginn je-
weils wieder auf Null gesetzt
77
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
25 Bauwerksbuch (BWB)
251 Beschreibung
Im Bauwerksbuch (BWB) werden die Kenngroumlszligen jeweils eines Bauwerks nach Bauwerks-
typ und gewaumlhlten Simulationsoptionen auf einer Seite zusammengefasst Das Bauwerksbuch
wird geschrieben sofern die entsprechende Ausgabeoption gesetzt ist
Zur Erleichterung der Pruumlfung sollte das Bauwerksbuch immer angefordert werden
Bei der Darstellung der Daten sind die wichtigsten Unterscheidungskriterien
- Becken harr Verzweigung harr Regenuumlberlauf
- Kennlinienberechnung harr Naumlherungsberechnung
- Ruumlckstauberuumlcksichtigung harr Standardberechnung
- Weitergehende Maszlignahmen harr Standardberechnung
Der Aufbau des Bauwerksbuches gliedert sich wie folgt (wobei je nach gewaumlhltem Berech-
nungstyp die eine oder andere Kategorie nicht mit mit Daten belegt ist)
bull Beschreibende Kenngroumlszligen (Name Kennung Typ usw)
bull Geometrische Kenngroumlszligen zum Bauwerk und der Drossel
bull Berechnete bzw vorgegebene Kennlinie (mit Angabe des Kanalvolumens)
252 Hinweise
1 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Schwellenhoumlhe bei Regenuumlberlaumlufen oder Ver-
zweigungen mit einem S in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung des Ruumlck-
stauvolumens endet bei Erreichen der Schwellenhoumlhe
2 In der Tabelle mit den Kennlinien wird die Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs mit einem K die Houml-
he des Beckenuumlberlaufs mit einem B in der ersten Spalte gekennzeichnet Die Ermittlung
des Ruumlckstauvolumens endet bei Erreichen der Houmlhe des Klaumlruumlberlaufs
3 Sofern ein Uumlberlaufschlitz als Klaumlruumlberlauf vorgesehen ist wird in der Spalte QKue
Druckabfluss mit einem D hinter dem Wert fuumlr den Abfluss gekennzeichnet
4 In der Spalte Oberflaumlche wird eine berechnete Becken- (eigentlich Wasser-) Oberflaumlche zu
der jeweiligen Houmlhe angegeben Die Ermittlung dieser Groumlszlige erfolgt aus den Angaben
von Volumen und Houmlhe
78
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
26 Bodenfilterergebnisse (BFS)
261 Beschreibung
Die Kenngroumlszligen und Berechnungsergebnisse von Bodenfiltern und Versickerungsbecken
werden in eine gesonderte Datei geschrieben (BFS) sofern eine entsprechende Mischwas-
serbehandlungsmaszlignahme angeordnet wird Sollten mehrere Bodenfilter (Versickerungsbe-
cken) im Netz angeordnet sein wird fuumlr jede Anlage eine neue Seite angelegt
Abschnitt 1 Summenausgabe - Vorbehandlung Bodenfilter
Kategorie Zeile Beschreibung der Ausgabewerte
1 Speichervolumen der Vorbehandlung [m3]
2 Regenwetterzufluss zur Vorbehandlung [m3]
3 Entlastungsvolumen der Vorbehandlung [m3]
4 Bauwerksbezogene Entlastungsrate []
5 Grundflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
6 Mittlere Oberflaumlche des Bodenfilterbeckens [m2]
7 Speichervolumen des Filterbeckens bei Vollfuumlllung [m3]
8 Theoretische Durchsickerungsleistung [ls]
9 Angesetzte Drainageablaufleistung [ls]
10 Spez Drainageablaufleistung (Bezug Grundflaumlche) [l(smiddotm2)]
11 Beckenueberlauf angeschlossen [jn]
12 Typ der Bodenkoerpersimulation [12] (Erlaumluterung su)
13 Anfangsvolumen im Bodenkoerper [m3]
14 Endvolumen im Bodenkoerper [m3]
15 Stapelhoehe im Bilanzzeitraum [m] (DurchsatzvolumenGrundflaumlche)
16 Stapelhoehe in einem Jahr [ma] (hochgerechnet aus Bilanzzeitraum)
17 Hydraulischer Wirkungsgrad - 1-(VKueVzu) []
Summen
18 Volumenfehler (VolBilanzgesVolzu) []
79
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 2 Bilanzierung
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
1 Bek Anzahl der Beaufschlagungen des Filterbeckens [-] Anzahl
1 Kue Anzahl der Beaufschlagungen des Klaumlruumlberlaufs [-]
1 0-WP Bodenfeuchte (BF) unterhalb des Welkepunktes [h]
1 WP-FK BF zwischen Welkepunkt und Feldkapazitaumlt [h]
1 FK-GP BF zwischen Feldkapazitaumlt und Gesamtporenvolumen [h]
1 GP-Bek Uumlbergang zwischen Gesamtporenvolumen und Beckeneinstau (Fuumlll- und Entleerungsphase) [h]
1 Bek Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Dauern
1 Kue Dauer der Beaufschlagungen des Filterbeckens [h]
Volumina 1 DeltaBF Bodenfeuchteaumlnderung im Simulationszeitraum [m3] (Anfangsbedingung BF=Feldkapazitaumlt)
1 VolReg Auf das Filterbecken gefallenes Regenwasservolumen [m3]
1 VolEva Aus dem Filterbecken verdunstetes Volumen [m3]
1 Volzu Von dem Vorbehandlungsbauwerk zugeleitetes Volumen [m3]
1 VolPer Durch den Filter durchgesickertes (perkoliertes) Volumen [m3]
1 VolKue Vom Klaumlruumlberlauf des Filterbeckens entlastetes Volumen [m3]
Stoffe 1 Manf Anfangsmasse im Bodenfilter pro Schmutzstoff [kg] (Abschaumltzung gemaumlszlig der Anfangsbedingungen)
1 MAbs Nach Sierp-Kurve abgesetzte (und damit ruumlckgehaltene) Masse im Filterbecken pro Schmutzstoff [kg]
1 MFil Durch Filtration der AFS zuruumlckgehaltene Masse [kg]
1 Mzu Dem Bodenfilter zugeleitete Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MPer Aus dem Boden ausgetragene Masse pro Schmutzstoff [kg]
1 MKue Uumlber den Klaumlruumlberlauf entlastete Masse pro Schmutzstoff [kg]
Abschnitt 3 Konzentrationen
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
C-Mit 1-6 Czu Mittlere Zulaufkonzentration pro Schmutzstoff [mgl]
1-6 CPer Mittlere Konzentration des durchgesickerten Wassers pro Schmutz-stoff [mgl]
1-6 CKue Mittlere Entlastungskonzentration des Klaumlruumlberlaufs pro Schmutz-stoff [mgl]
80
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2 Abschnitt 4 Simulationsparameter
Kategorie Zeile Name Beschreibung der Ausgabewerte
Stoffe 1 EtaAbsEnd Endabsetzwirkung nach Sierp []
2 EtaAbsMit Mittlere Absetzwirkung im Bilanzzeitraum []
3 EtaFilEnd Mittlere Filtrationswirkung im Bilanzzeitraum
4 EtaGesRet Wirkungsgrad der Stoffruumlckhaltung im Bilanzzeitraum []
5 Ber-Typ Typ der Bodenprozessberechnung
262 Hinweise
2621 Bodenfilter-Nachweis Hessen
1 Bauwerksbezogene Entlastungsrate (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 4) Dieser
Wert beschreibt die Ruumlckhaltewirkung der vorgeschalteten Absetzstufe und sollte einen
Wert von 55 nicht uumlberschreiten
2 Spezifische Drainageablaufleistung (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 10) Dieser
Wert sollte im Regelfall 001 l(smiddotm2) betragen Eine Verringerung ist nur zulaumlssig sofern
hierdurch keine weitere Entlastung uumlber den Notuumlberlauf des Retentionsbodenfilters er-
folgt
3 Stapelhoehe in einem Jahr (Abschnitt 1 Kategorie Summen Zeile 16) Dieser Wert er-
rechnet sich aus der Division des pro Jahr durch den Bodenkoumlrper durchsickernden Volu-
mens durch die Grundflaumlche Die jaumlhrliche Stapelhoumlhe sollte im Mittel einen Wert von 30
ma nicht uumlberschreiten
Die weiteren Werte sind fuumlr die Beurteilung hinsichtlich der hessischen Empfehlungen
nicht von maszliggebender Bedeutung sollten allerdings fuumlr die Gesamtbeurteilung des Re-
tentionsbodenfilters mit herangezogen werden (Bodenfeuchtebereiche zur Beurteilung der
Milieubedingungen fuumlr den Bewuchs Hydraulischer Wirkungsgrad usw)
2622 Bodenfilter allgemein
1 Generell sollte bei der Anordnung eines Bodenfilters im Mischsystem ein Speicherbecken
(SKU DLB) zu Grobstoffentfernung vorgeschaltet werden
2 Die Entlastungsrate dieses Beckens sollte sich im Bereich von ca 50 bewegen
3 Die hydraulische Beschickung eines Bodenfilters bei Anordnung im Mischsystem sollte in
einem Jahr einen Wert von weniger als 30m Stapelhoumlhe (Durchsickerungsvolumen divi-
81
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
diert durch Grundflaumlche) einhalten Bei Anordnung im Anschluss an ein Trennsystem
sollte die jaumlhrliche Stapelhoumlhe 40 m nicht uumlberschreiten Die Einhaltung der angegebenen
Werte fuumlr die Stapelhoumlhe werden als Schutz der Anlage vor Kolmation als zwingend not-
wendig erachtet
4 Der spezifische Drosselabfluss (Durchsickerungsleistung pro Quadratmeter Filterflaumlche)
liegt bei Anordnung Mischsystem im Regelfall bei 001 lsmiddotm2 bei Anordnung im Trenn-
system bei 0015 lsmiddotm2
82
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
27 Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
271 Beschreibung
Fuumlr jedes in der Systemlogik aufgefuumlhrte Systemobjekt (auszliger der Klaumlranlage) koumlnnen die
Abflussganglinie und die Konzentrationsganglinie eines gewaumlhlten Schmutzstoffes in 5-min
Zeitschritten angefordert werden sofern die entsprechenden Ausgabeoptionen gesetzt sind
minus Es werden nur die Abschnitte der Ganglinie geschrieben bei denen nach SMUSI-Definition ein Regenereignis vorliegt
hN gt 0 oder Qabges gt Qabtr + 01 ls
272 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Abflussganglinien kann vor allem bei schwierigen System-
konstellationen zum besseren Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich sein Bei
Anforderung von Gangliniendateien sollte der Simulationszeitraum auf zB einen mittle-
ren Regentag eingeschraumlnkt werden Bei Verwendung der repraumlsentativen Regenreihen ist
zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Werden im Rahmen einer Langzeitsimulation mehrere Gangliniendateien angefordert
koumlnnen schnell Dateien mit einem Gesamtumfang von 100 MB und mehr entstehen
28 Animationen (ANI)
281 Beschreibung
Das Zusatzprogramm Grafischer Systemeditor kann auszliger zur Erstellung und Bearbeitung
der Systemlogik auch zur grafischen Anzeige und Analyse einer speziellen Ergebnisdatei (A-
nimationsdatei - ANI) benutzt werden Die Animationsdatei wird geschrieben sofern die
Option Animation gesetzt ist
In dieser speziellen Ergebnisdatei wird fuumlr jedes Systemelement in jedem Zeitschritt ein Sys-
temzustand (zB Becken rarr aktuelles Speichervolumen oder Sammler rarr aktueller Abfluss)
abgespeichert Daruumlber hinaus liegen in der Animationsdatei die Systemstruktur und weitere
Angaben wie etwa Minimal- und Maximalzustaumlnde vor Mit Hilfe dieser Informationen koumln-
nen die Simulationsergebnisse (zur Zeit lediglich eine Angabe pro Systemelement) in Form
einer Animation dargestellt werden so dass die Dynamik des Systemverhaltens visuell nach-
vollzogen werden kann
83
Leitfaden zur effizienten und sicheren Beurteilung von Schmutzfrachtberechnungen mit dem Modell SMUSI ndash Anlage 2
84
Nach Auswahl einer Animationsdatei wird die zugehoumlrige Systemlogik auf der Zeichenflaumlche
dargestellt Die einzige Aumlnderung im Vergleich zum Editiermodus ist die oben erwaumlhnte Dar-
stellung von Fuumlllzustaumlnden fuumlr die Systemelemente Dies geschieht indem in jedes Element
ein Balken gezeichnet wird dessen Houmlhe vom jeweiligen Grad der Fuumlllung zum aktuellen
Zeitpunkt bestimmt wird Der Fuumlllungsgrad errechnet sich aus den Angaben des Minimal-
bzw Maximalzustandes
Zur Kennzeichnung bestimmter Extremzustaumlnde werden die dargestellten Balken farblich
variiert Beispielsweise aumlndert sich generell die Farbe von Hellbraun zu Blau beim Wechsel
von Trockenwetter- zu Regenabfluss Bei Entlastungsereignissen an Becken oder Regenuumlber-
laumlufen sowie bei Uumlberschreitung der Vollfuumlllleistung bei Sammlern wechselt die Farbe von
Blau zu Rot Die Darstellung kann schrittweise (Einzelbild) oder als Film gewaumlhlt werden
282 Hinweise
1 Die Sichtung und Analyse der Animationsdatei die letztlich eine Zusammenfassung aller
Wellendateien fuumlr jeweils eine Abflusskenngroumlszlige pro Systemelement ist zum besseren
Verstaumlndnis des Gesamtsystems aumluszligerst hilfreich Auszligerdem ermoumlglicht die Visualisie-
rung der jeweiligen Systemzustaumlnde (Fuumlllzustaumlnde und Abfluumlsse) einen ersten Schritt in
Richtung Systemoptimierung da zB inhomogene Systemverhaumlltnisse sofort sichtbar
werden
Bei Anforderung der Animationsdatei ist unbedingt darauf zu achten dass der Simulati-
onszeitraum auf zB einen mittleren Regentag eingeschraumlnkt wird Bei Verwendung der
repraumlsentativen Regenreihen ist zB der 28041968 als geeignet zu betrachten
2 Vorsicht
Die Animationsdatei wird in zwei Stufen geschrieben wobei am Ende der Simulation eine
Umsortierung erfolgt Im Rahmen einer Langzeitsimulation erstellte Animationsdateien
sind je nach Systemgroumlszlige mehrere 100 Mbyte groszlig wodurch der Prozess des Umsortie-
rens eine geraume Zeit in Anspruch nehmen oder sogar die Kapazitaumlt der Festplatte uumlber-
steigen kann
Animationen sollten grundsaumltzlich nur fuumlr kurze Zeitraumlume erstellt werden
- Beschreibung der Modellkenngroumlszligen
-
- Erlaumluterung der Eingangskenngroumlszligen
- Allgemeine Angaben (ALL)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Systemlogik und Systemstruktur (SYS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
- Beispiele zum Systemaufbau
-
- Gebietsabstraktion
- Gebietsunterteilung
- Sammler
- Verzweigungen
- Regenuumlberlaumlufe
- Becken
- Simulation von Pumpwerken
-
- Auszligengebiete (AUS)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Kanalisierte Flaumlchen und Trenngebiete (FKA + T
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Einzeleineiter (EIN)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Sammler (SAM)
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
-
- Regenuumlberlaumlufe (RUE) und Verzweigung (VER
-
- Kenngroumlszligen
- Hinweise
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- Becken (BEK)
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- Kenngroumlszligen
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- Drossel (DRO)
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- Kenngroumlszligen
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- Bodenfilter und Versickerungsbecken (BOF)
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- Kenngroumlszligen
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- Bodenfilter in Hessen
- Bodenfilter allgemein
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- Klaumlranlage (KLA)
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- Kenngroumlszligen
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- Schmutzkonzentrationen (SMZ)
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- Kenngroumlszligen
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- Brauchwassernutzung (BWN)
- Tagesgang (TGG)
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- Kenngroumlszligen
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- Jahresgang (JGG)
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- Kenngroumlszligen
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- Weitergehende Mischwasserbehandlung (WMB)
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- Kenngroumlszligen
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- Niederschlagsbelastung (REG + ALL)
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- Kenngroumlszligen
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- Schmutzpotential (POT)
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- Kenngroumlszligen
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- Erlaumluterung der Ausgabekenngroumlszligen
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- Trockenwettergang (TWA)
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- Beschreibung
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- Maximalwerte der Entlastungsereignisse (ERG)
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- Beschreibung
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- Summenwerte (SUM)
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- Summenwerte - Deckblatt 1
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- Beschreibung
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- Summenwerte - Deckblatt 2
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- Beschreibung
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- Summenwerte - Gebiets- und Systemkenngroumlszligen
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- Beschreibung
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- Summenwerte - Zulauf- und Entlastungskenngroumlszligen
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- Beschreibung
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- Summenwerte - Maximalabfluumlsse in den Auslasskanauml
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- Beschreibung
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- Summenwerte - Schmutzfrachten ausgewaumlhlter Stoff
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- Beschreibung
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- Summenwerte - Schmutzkonzentrationen ausgewaumlhlte
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- Beschreibung
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- Summenwerte - Wirkung der Mischwasserbehandlung
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- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Brauchwassernutzung
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- Summenwerte - Kenngroumlszligen der Trenngebiete
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- Summenwerte ndash A128-Kenngroumlszligen
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- Einzelereignisse pro Entlastungsbauwerk (EEE)
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- Bauwerksbuch (BWB)
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- Beschreibung
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- Bodenfilterergebnisse (BFS)
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- Beschreibung
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- Bodenfilter-Nachweis Hessen
- Bodenfilter allgemein
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- Ganglinien (Abflusswellen) pro Systemobjekt (WEL ASC)
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- Beschreibung
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- Animationen (ANI)
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