Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In Mischwasserkan\u00e4len kann nach Starkniederschl\u00e4gen im Kanal ein \u00dcbergang vom Freispiegelabfluss zum Abfluss unter Druck erfolgen. Dieser Einstau der Kanalsch\u00e4chte kann zu einem Austritt des Mischwassers \u00fcber die Sch\u00e4chte f\u00fchren. Die hydraulische Leistungsf\u00e4higkeit der Kanalstrecken wird entscheidend durch die zus\u00e4tzlichen Verluste in den Sch\u00e4chten bestimmt. In einem Modellversuch wurde die Wirksamkeit von Abdeckplatten, die auf Bermenh\u00f6he in den Sch\u00e4chten angebracht waren, untersucht. Ziel des Projektes war es, mit einem mathematischen Modell einen Baustein zu entwickeln, welcher in Kanalnetzberechnungen die Schachtverluste eingestauter Kan\u00e4le mit und ohne Abdeckplatten ber\u00fccksichtigen kann.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Arbeitsschritte gliederten sich in folgende Teilphasen auf:
\n\u00b7 Planung und Aufbau des hydraulischen Modellversuchs
\n\u00b7 Literaturstudium
\n\u00b7 qualitative Aufnahme der Str\u00f6mung im eingestauten Schacht
\n\u00b7 Untersuchung der Verlustbeiwerte bei station\u00e4ren Abflu\u00dfverh\u00e4ltnissen im hydraulischen Modell
\n\u00b7 Untersuchung der Wirkungsweise von Abdeckplatten
\n\u00b7 hydraulische Modellversuche zum Verhalten der Sch\u00e4chte bei instation\u00e4rem Durchflu\u00df
\n\u00b7 Erstellen eines mathematischen Modells mit Ber\u00fccksichtigung der Schachtverluste als Baustein f\u00fcr die Kanalnetzberechnung
\n\u00b7 Feldmessung im Abwasserkanal zur Verifizierung der Labormessungen<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Konstruktive Ver\u00e4nderungen an den Schachtbauwerken zur Verbesserung der Leistungsf\u00e4higkeit von Kanalstrecken setzen voraus, da\u00df die R\u00fcckwirkungen der Bauwerksver\u00e4nderungen auf die Str\u00f6mungsverh\u00e4ltnisse bekannt und vorhersagbar sind. Zur hydromechanischen Abkl\u00e4rung der Ursachen der Schachtverluste wurde ein aufwendig instrumentierter Versuchsstand im Laboratorium des Lehrstuhls f\u00fcr Hydraulik und Gew\u00e4sserkunde der TU M\u00fcnchen errichtet. Der f\u00fcr die Rohrstrecken verwendete Durchmesser DN 242 entsprach in etwa dem von der ATV vorgeschriebenen Mindestdurchmesser DN 250 von Mischwasserkan\u00e4len. Die untersuchten Kanalsch\u00e4chte entsprachen den Regelsch\u00e4chten nach den ATV-Richtlinien.<\/p>\n
Die Ergebnisse aus den experimentellen Untersuchungen der Schachtverluste
\n\u00b7 erweiterten die verf\u00fcgbaren Verlustbeiwerte f\u00fcr Sch\u00e4chte mit geradem Durchgang auf Verh\u00e4ltnisse von Schachtdurchmesser\/Rohrdurchmesser bis dSch\/dRohr = 4,9,
\n\u00b7 best\u00e4tigten im wesentlichen die bisher angenommenen Verlustbeiwerte f\u00fcr diesen Schachttyp,
\n\u00b7 ergaben f\u00fcr den Schacht mit einer 45\u00b0-Umlenkung wesentlich h\u00f6here Verlustbeiwerte als bisher angenommen,
\n\u00b7 brachten wesentliche Erkenntnisse \u00fcber die verlustbringenden Str\u00f6mungszust\u00e4nde im Schacht,
\n\u00b7 best\u00e4tigten eindrucksvoll die angedachten Ma\u00dfnahmen zur Reduzierung der Verluste durch die Abdeckung des Rohrdurchgangs im Schacht.
\nDie Ergebnisse \u00fcber die H\u00f6he der Schachtverluste konnten direkt in die \u00dcberarbeitung des ATV-Arbeitsblattes A 110 eingebracht werden.
\nKritische Str\u00f6mungszust\u00e4nde wurden durch Versuche mit zwei unterschiedlichen Zuflussganglinien simuliert. Zur \u00dcberpr\u00fcfung der Auswirkung der vorgeschlagenen Abdeckung des Rohrdurchgangs k\u00f6nnen zur Simulation von Kanalstrecken in der Praxis zur Verf\u00fcgung gestellt werden
\n\u00b7 Verlustbeiwerte f\u00fcr die unterschiedlichen Schachttypen mit und ohne Abdeckung,
\n\u00b7 ein Simulationsprogramm auf der Grundlage der Wasserschloss-Schwingungen, welches den Einflu\u00df der Sch\u00e4chte wirklichkeitsnah nachvollzieht.
\nMit dem Simulationsprogramm wird der gew\u00fcnschte Baustein zur Kanalnetzberechnung zur Verf\u00fcgung gestellt. Da ein Einsatz nur f\u00fcr gef\u00e4hrdete Kanalabschnitte unter Einstau sinnvoll ist, k\u00f6nnen diese Bereiche mit Hilfe des entwickelten Simulationsprogrammes auf die Auswirkung m\u00f6glicher Ver\u00e4nderungen in den Sch\u00e4chten untersucht werden.
\n\u00dcber das vorgesehene Untersuchungsprogramm hinaus wurden im Kanalnetz der Stadt M\u00fcnchen Feldversuche durchgef\u00fchrt. Diese belegten, da\u00df die Erkenntnisse aus den Laborversuchen wegen der messtechnischen Schwierigkeiten im Feldversuch nur bedingt einzubringen sind. Es mu\u00df auf eine verst\u00e4rkte \u00dcberwachung in gef\u00e4hrdeten Kanalstrecken verst\u00e4rkt Wert gelegt werden, damit im m\u00f6glichen Versagensfall die m\u00f6glichen Ursachen eingegrenzt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die ersten Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens wurden in den TUM-Mitteilungen Nr. 2- 97\/98 ver\u00f6ffentlicht.
\nInnerhalb eines Vortrags w\u00e4hrend des Wasserbaukolloquiums an der TU Dresden wurden am 9.10.1998 weitere Ergebnisse vorgestellt. Diese Er-gebnisse sind nochmals ausf\u00fchrlicher in einem Beitrag im Mitteilungsheft Nr. 64 des Lehrstuhls f\u00fcr Hydraulik und Gew\u00e4sserkunde ver\u00f6ffentlicht.
\nDie Gesamtergebnisse des Forschungsvorhabens sind auf dem Kongress 8th International Conference on Urban Storm Drainage am 3. 9 1999 in Sydney vorgetragen worden. Die Vortr\u00e4ge wurden in den entsprechenden Kongressb\u00e4nden ver\u00f6ffentlicht.
\nDas Forschungsvorhaben wurde von Seiten der ATV von der Arbeits-gruppe 1.2.2 betreut. Auf deren Sitzungen wurde laufend \u00fcber den Stand der Untersuchungen berichtet. Eine weitere Ver\u00f6ffentlichung fand in der Zeitschrift Korrespondenz Abwasser der ATV statt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projekt wurde mit einem F\u00f6rdermittelbetrag von 50 TDM von der Abwassertechnischen Vereinigung (ATV) aus dem ATV-Forschungsfonds unterst\u00fctzt. Die Untersuchungen an den Sch\u00e4chten zeigten, dass an eingestauten Kanalsch\u00e4chten durch Einbau von Abdeckplatten Energieverluste verringert werden. Dadurch k\u00f6nnen die Wasserst\u00e4nde in den Oberstrom liegenden Sch\u00e4chten reduziert werden. Das erstellte mathematisches Modell kann als Baustein f\u00fcr die Kanalnetzberechnung dienen und steht jeder interessierten Einrichtung (Ingenieurb\u00fcros, Kommunen) zur Verf\u00fcgung. F\u00fcr eine h\u00e4ufig von \u00dcberstauereignissen betroffene Kanalstrecke ist es damit m\u00f6glich, die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Ma\u00dfnahmen zu deren Ert\u00fcchtigung vorherzusagen, und gegebenenfalls auf eine aufwendige Sanierung zu verzichten. Das Projekt wurde von Herrn Professor Valentin sehr gewissenhaft durchgef\u00fchrt. Es wurde erfolgreich abgeschlossen<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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