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:
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