Nutzung von vorhandenen Stauraumvolumen durch Kaskadierung

Nutzung von vorhandenen Stauraumvolumen durch Kaskadierung Von Dipl.-Ing. (FH) Kai Wapenhans Globale Ziele • Hochwasserschutz (Starkregen) • Hygiene...
Author: Kristian Vogel
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Nutzung von vorhandenen Stauraumvolumen durch Kaskadierung Von Dipl.-Ing. (FH) Kai Wapenhans

Globale Ziele

• Hochwasserschutz (Starkregen) • Hygiene • Wirtschaftlichkeit

Konkrete Ziele in Hürth •

Einhaltung gesetzlicher Vorgaben (ABK, SüwVKan, SüwVkom)



Gebührenstabilität



Unterstützung der städt. Entwicklung

Heutige Situation •

Kanalnetze mit einem Durchschnittsalter von 41 Jahren



Fast die Hälfte der Kanalisation im Mischsystem



35% der Kanalisation ist kurz- bis mittelfristig zu sanieren (Angaben aus DWA Umfrage 2009)

Abwasserbeseitigung in Hürth Daten zur Entwässerung Einzugsfläche:

1.300 ha

Mittlere Befestigung:

ca. 40%

Länge des Kanalnetzes: ca. 227 km (94% Mischsystem) Pumpwerke:

6 mit Leistungen bis zu 3,6 m3/s

Sonderbauwerke:

33, überwiegen Rückhaltebecken, ‐kanäle

Kläranlage:

95.000 Einwohnerwerte

06. Juni 2013, 2

Verteilung der Kanallängen in Hürth

DN250 - DN450 53,13%

DN500 - DN800 21,29%

< DN250 4,53% > DN2000 2,64%

DN900 - DN2000 18,40%

Verteilung der Kanalvolumina in Hürth < DN250 0,17%

DN250 - DN450 8,81%

> DN2000 23,11%

DN500 - DN800 12,87%

DN900 - DN2000 55,03%

EW

Sielsdorf Kläranlage KW55

KW54

Gleuel RRB53

Regelschema

Gefällesituation

Zusammenstellung der Volumen:

Maximal mögliche Volumen: Bezeichnung

Erforderliche Volumen:

Max. Volumen

Max. Stauziel

Kaskade 1 RÜ 53

807 m³

63,83 mNN

Kaskade 2 Sielsdorf

3.392 m³

Kaskade 3 Vor KA

1.694 m³

Summe

5.893 m³

Bezeichnung

Max. Volumen

Max. Stauziel

Kaskade 1 RÜ 53

349 m³

62,90 mNN

60,26 mNN

Kaskade 2 Sielsdorf

2.461 m³

59,50 mNN

57,55 mNN

Kaskade 3 Vor KA

593 m³

55,55 mNN

Summe

3.403 m³

Zusätzlich aktivierbares Volumen: fast 2.500 m³

Funktionsprinzip Kaskadenwehr

Welche Systeme werden zur Bewirtschaftung des Sammlers Kölner Straße eingesetzt? • Kaskaden-/Spül-/Drosselwehr (alle 3 Funktionen in einer Anlage vereint!) • Entlastungs-/Hochwasserschutzwehr (alle 2 Funktionen in einer Anlage vereint!) • Elektro-, Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik

Wasserspiegellagen bei Trockenwetter

Spülwelle KW 54

Welle mit 100 m³ aus 2,0 m Höhe um 10.32 Uhr Wellenspitze (+10 cm) nach 1850 m DN 2200/DN 1500 um 11.09 Uhr

Spülwelle KW 55

Welle mit 85 m³ aus 70 cm Höhe um 11.38 Uhr

Fehlmessungen auf das Bankett wegen fast leerer Trockenwetterrinne

Wellenspitze (+24 cm) nach 900 m DN 1500 um 11.52 Uhr

Drosselabfluss bei Spülwellen

Welle KW 54 und Abflusspeak Drossel von 80 l/s nach 2000 m

Welle KW 54 und Abflusspeak Drossel von 95 l/s nach 1050 m

Wasserstände in den Kaskaden bei Regewetter

Weiterleitungsmenge Drossel vor der Kläranlage (Qsoll = 72 l/s)

Zieldiskussion der Netzbewirtschaftung • • • • • •

Aktivierung von ungenutztem Volumen im Kanal Beschränkung von Entlastungen aus dem Kanal in den Vorfluter auf ein Minimum Messung, Steuerung und Regelung von Abwasserströmen Hochwasserschutz Ablagerungsfreier Betrieb von Kanalnetzen Vergleichmäßigung der Schmutzfracht auf der Kläranlage

• • • • •

mehr Wasser als bisher auf der Kläranlage Kompliziertere Technik Bewegliche Teile im Abwasser ungewöhnliche Antriebe (Hydraulik) Ausfallrisiken

Kaskadenwehr Sielsdorf KW 55

Bauphase

Bauphase

manchmal auch nachts

Einbau der Wehranlagen

Leerrohrsysteme und Kabel

-

2200 m Leerrohre für Lichtwellenleiter Lokale Leerrohrsysteme Schaltschrankfundamente Stromanschlüsse

Wirkung der Spülwellen

Wirkung der Spülwellen

Ausrüstung mit Frachtmessungen

Ausblick 1. Schritt Messung der Fracht in der Weiterleitung zur KA und vor bzw. während der Entlastung Ziel: Findung von Grenzwerten 2. Schritt Steuerung nach Fracht mit dem Ziel, die Fracht in das Gewässer zu minimieren • • • •

variabler Entlastungsbeginn variable Entlastungswassermengen Einfluss auf die Fließgeschwindigkeiten in den Kaskaden und damit auf die Absetzvorgänge und die Remobilisierung variables Volumen

Fazit

Die Aktivierung von vorhandenem Kanalstauvolumen durch Kaskadierung kann eine wirtschaftliche Lösung für die Mischwasserbehandlung sein.

SKK Kölnerstraße in Hürth

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Kai Wapenhans Abteilungsleiter Entwässerung Stadtwerke Hürth AöR Friedrich-Ebert-Straße 40 50354 Hürth Telefon: +49 2233 / 53-478 Fax: +49 2233 / 53-627 E-Mail: [email protected]

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