Schritt-für-Schritt-Anleitung Flow: Unterschied zwischen den Versionen

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==Ausgangssituation==
 
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Ein Ergebnis unserer konsequenten Forschungs- und Entwicklungsarbeit ist das Programm FLOW++. Auf der Basis hydrodynamischer Abflusstransportberechnungen ist damit ein weiterer Schritt in Richtung realistischer Schmutzfrachtberechnungen getan. Der neue  zeitsymmetrische Ansatz von Flow++ für die Durchmischung von Schmutzstoffen regelt den mechanischen Einfluss des Niederschlags auf den Schmutztransport. Es handelt sich dabei um einen gleichmäßig durchmischten Reaktor, der auch z.B. in der Lage ist, Rückfluss von Schmutzstoffen abzubilden. Die Vorgehensweise ist die gleiche, jedoch gibt es hier die Möglichkeiten, individuelle oder automatisch definierte funktionale Einheiten (sog. FE‘s) auch eigene Listenausgaben zu kreieren.
 
  
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Ausgangsbasis für jedes FLOW++ Projekt ist ein vollständig modelliertes und rechenbares Kanalnetzprojekt. Alle Sonderbauwerke sind bereits eingepflegt und rechenbar. Bei der Schulung wird davon ausgegangen, dass die Teilnehmer über ausreichend Erfahrung mit dem Programmsystem ++SYSTEMS verfügen.
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<div class="res-img">[[File:Flow_image067.png|800px|center]]</div>
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=Grundlagen=
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FLOW setzt auf die hydrodynamische Abflusstransportberechnung an und ermöglicht somit eine realistische Abbildung der Schmutzstoffe und -frachten im Kanalnetz. Der neue  zeitsymmetrische Ansatz von FLOW für die Durchmischung von Schmutzstoffen regelt den mechanischen Einfluss des Niederschlags auf den Schmutztransport. Es handelt sich dabei um einen gleichmäßig durchmischten Reaktor, der auch z.B. in der Lage ist, Rückfluss von Schmutzstoffen abzubilden. Zusätzlich gibt es hier die Möglichkeiten, individuelle oder automatisch funktionale Einheiten (sog. FE‘s) über die Berechnungsknoten der hydraulischen Berechnung hinaus zu definieren. Dies ermöglicht auch die Bilanzierung von sehr komplexen Sonderbauwerken der Kanalisation. Dieses Programmfeature wird als "Bilanzierungsaufsatz" auf die bestehende Berechnungskern der Schmutzfracht gesehen.
  
 
[[File:Flow_image001.png|600px|center]]
 
[[File:Flow_image001.png|600px|center]]
 
<div class="center"> Darstellung des Moduls Flow und der Berechnungsgrundlage, sowie Bilanzierung mit Funktionalen Einheiten</div><br />
 
<div class="center"> Darstellung des Moduls Flow und der Berechnungsgrundlage, sowie Bilanzierung mit Funktionalen Einheiten</div><br />
  
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Das FLOW++ „Schritt-für-Schritt“ Dokument beschreibt die wichtigsten Funktionen und Vorgehensweisen, welche in der FLOW++ Schulung vorgestellt werden. Das Beispielprojekt basiert auf einem Kanalnetz mit ca. 8 km Gesamtlänge mit zwei Sonderbauwerken, einem Regenüberlaufbecken und einem Stauraumkanal.
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{{Hinweis-Box|
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Text=
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Ausgangsbasis für jedes FLOW Projekt ist ein vollständig modelliertes und rechenbares Kanalnetzprojekt. Alle Sonderbauwerke sind bereits eingepflegt und rechenbar. Bei dieser Anleitung wird über ausreichend Erfahrung mit dem Programmsystem ++SYSTEMS Hydraulik vorausgesetzt.}}
  
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Die Ausgangssituation kann unter folgenden Link geladen werden:
 
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Daten zum Download: <!--http://resources.tandler.com/ftp/BK/Schulung_allinone.rar-->
 
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Zum Vergleich wird am Ende der Schulung ein fertiges Flow-Modell zum Download bereitgestellt!
 
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==Aktivieren des Schmutzfracht Moduls in den Projekteinstellungen==
 
==Aktivieren des Schmutzfracht Moduls in den Projekteinstellungen==
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Wie jedes Modul in ++SYSTEMS kann auch das Modul FLOW++ (Schmutzfracht) in den Projekteinstellungen separat zu- bzw. auch abgeschaltet werden. Sobald das Modul FLOW++ zugeschalten wurde, sind die Funktionen der Schmutzfracht im Projektbaum Auswertungen\Hydraulische Berechnungen\Schmutzfrachtberechnung sichtbar.
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Wie jedes Modul in ++SYSTEMS kann auch das Modul FLOW (Schmutzfracht) in den Projekteinstellungen separat zu- bzw. auch abgeschaltet werden. Sobald das Modul FLOW zugeschaltet wurde, sind die Funktionen der Schmutzfracht im Projektbaum Auswertungen\Hydraulische Berechnungen\Schmutzfrachtberechnung sichtbar.
  
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[[File:Flow_image002.png|300px|center]]
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<div class="res-img">[[File:Flow_image002.png|400px|center]]</div>
 
<div class="center"> Aktivieren des Moduls Flow in den Projekteinstellungen</div><br />
 
<div class="center"> Aktivieren des Moduls Flow in den Projekteinstellungen</div><br />
  
 
==Arbeitsschritte==
 
==Arbeitsschritte==
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Nach dem Arbeitsblatt A128 der DWA/ATV/DVWK sind mit FLOW++ folgende Arbeitsschritte durchzuführen:
 
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*Erstellen einer Hydraulikvariante (Ist-Zustand) für eine Langzeitsimulation:
 
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**Gebietsniederschlag
 
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**Ganglinien und Zuflüsse
 
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**Parameter Hydraulikvariante
 
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**Ergebnisse plausibilisieren
 
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*Erstellen der Funktionalen Einheiten
 
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*(Verteilte) Berechnung der Langzeitsimulation der Hydraulikvariante
 
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*Erstellen einer zugehörigen Schmutzfrachtvariante
 
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*Bestimmung des erforderlichen Gesamtspeichervolumens (vereinfachtes Verfahren)
 
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*Festlegen der Berechnungsparameter:
 
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**Ereignistrennzeit/Grenzdurchfluss
 
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**Flow Zeitschritte
 
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**Schmutzkonzentrationen
 
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*Schmutzfrachtberechnung Ist-Zustand
 
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*Erstellen einer zugehörigen Zentralbeckenvariante im Ordner Hydraulikvarianten
 
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*(Verteilte) Berechnung der Langzeitsimulation der Zentralbecken-Hydraulikvariante
 
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*Aufbereitung der Parameter des Nachweisverfahrens
 
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*Schmutzfrachtberechnung aller Ausläufe für Ist-Zustand und Zentralbecken
 
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*Vergleich der Ergebnisse Ist- und Zentralbeckenvariante
 
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[[File:Flow_image003.png|800px|center]]
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Im Folgenden wurde versucht, die FLOW Arbeitsschritte in einem Fließschema darzustellen:
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<div class="res-img">[[File:ZB6.png|800px|center]]</div>
 
<div class="center"> Arbeitsschritte für eine Schmutzfrachtberechnung im Nachweisverfahren</div><br />
 
<div class="center"> Arbeitsschritte für eine Schmutzfrachtberechnung im Nachweisverfahren</div><br />
  
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==Modellinput: Niederschlagskontinuum==
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Im IST-Zustand:
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In diesem Beispiel wird eine Synthetische Niederschlagsreihe über 52 Jahre im MD Format eingelesen und verwendet. In vielen Fällen werden die Niederschlagsdaten in einzelnen Jahren aufgeführt und müssen vor dem Import zusammengeführt werden. Es ist darauf zu achten, dass innerhalb der Gesamtdatei die Jahre chronologisch, aufsteigend gespeichert sind. (copy *.md gesamt.md – wobei darauf zu achten ist das Dateikennungen ab dem Jahr 2000 durch die oftmals zweistellige Jahresangabe 00 dann an den Anfang gestellt würden. Die Jahre ab 2000 also in einem eigenen Verzeichnis vereinen und dann an die 19xx Jahre anhängen). Generell könnte die Regenreihe direkt in die Hydraulikvariante unter Modell- /Naturregen importiert werden. Besser ist jedoch sich über Regenmessstationen einen Gebietsniederschlag aufzubauen. Zum einen ermöglicht dies bei mehreren Messstationen eine ungleichmäßige Beregnung aber auch erweiterte Statistiken, Auswertungen und Filtermöglichkeiten bereits bei einer Regenmessstation.
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*Vorarbeiten: rechenfähiges Netz mit Sonderbauwerken aufbauen, optional um das Kontinuum über den Gebietsniederschlag ergänzen
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===Importieren der Niederschlagsdaten in Regenmessstationen===
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*Schmutzfrachtvariante und Schmutzstoffe anlegen, Belastungskategorien I–III zuweisen, Kläranlagenablauf definieren
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Rechtsklick auf Regenmessstationen – Import – MD Format
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*Funktionale Einheiten erstellen
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*Hydraulikvariante Ist-Zustand berechnen
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*Gesamtvolumen einmalig ermitteln
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*Parameter der Schmutzfrachtberechnung anpassen
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*Schmutzfracht Ist-Zustand berechnen
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Optional anschließend die Zentralbeckenvariante:
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*Rückhaltung/Wirkungsgrad definieren
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*Zentralbeckenvariante anlegen
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*Nennweiten iterativ erhöhen
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*Hydraulikvariante Zentralbecken berechnen
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*Schmutzfracht Zentralbeckenvariante berechnen
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Beide Zweige münden zum Schluss in die '''Auswertung der Ergebnisse'''.
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=Modellaufbau=
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==Niederschlagskontinuum==
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In diesem Beispiel wird eine Synthetische Niederschlagsreihe über 52 Jahre im MD Format eingelesen und verwendet. Mit der Aktuellen Version können solche Dateien im sogenannten MD-Format auch Massenweise importiert werden.
  
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[[File:Flow_image004.png|400px|center]]
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{{Hinweis-Box
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<div class="center"> Importdialog der Regenreihe im MD Format</div><br />
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|Text = <br> Dateien haben nicht die Endung .md - dies ist nur der offizielle Formatname, die Endung ist meist .dat oder .reg!}}
  
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Tipp:
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===Importieren der Niederschlagsdaten in Regenmessstationen===
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Auswahl der „MD Datei“ im File open Dialog (Achtung Dateien haben nicht immer die Endung .md, auch .dat oder .reg sind gebräuchlich).
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Hierfür einfach mit Rechtsklick auf den Ordner Regenmessstation (im Projektbaum) den Import über MD-Format auswählen. Es öffnet sich ein neues Fenster mit der Möglichkeit, die gewünschten Regenreihen einzulesen. Hier einfach die Dateien markieren und auswählen.  
  
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[[File:Flow_image005.png|600px|center]]
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Rechtsklick auf Regenmessstationen – Import – MD Format
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<div class="center">Dialog der Synthetischen Regenreihe – Importierte Regenreihe</div><br />
 
  
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<div class="res-img">[[File:Flow_image065.png|600px|center]]</div>
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<div class="center"> Importdialog der Regenreihe im MD Format</div></br>
  
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Es wird eine Regenmessstation erzeugt, dabei öffnet sich gleichzeitig der Objektdialog für diesselbige.
 
Vergeben Sie einen Namen für die Regenmessstation und falls nicht über die MD Datei bereitgestellt die Lagekoordinate. Über den Kalender können die Niederschlagsintensitäten der einzelnen Tage betrachtet werden. Diese Zeitreihe „Synthetische Niederschlagsreihe“ , gespeichert unter Kennlinien – Kurven, gibt den Gesamtzeitraum der Aufzeichnung wieder.
 
Vergeben Sie einen Namen für die Regenmessstation und falls nicht über die MD Datei bereitgestellt die Lagekoordinate. Über den Kalender können die Niederschlagsintensitäten der einzelnen Tage betrachtet werden. Diese Zeitreihe „Synthetische Niederschlagsreihe“ , gespeichert unter Kennlinien – Kurven, gibt den Gesamtzeitraum der Aufzeichnung wieder.
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<div class="res-img">[[File:Flow_image066.png|600px|center]]</div>
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<div class="center">Dialog der Regenmessstation – Importierte Regenreihe</div><br />
  
 
===Erstellen des Gebietsniederschlages===
 
===Erstellen des Gebietsniederschlages===
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Um die Kontinuumssimulation realistisch zu rechnen muss somit die Trennzeit mindestens der Netzentleerungszeit eines vollgefüllten Kanalnetzes entsprechen.
 
Um die Kontinuumssimulation realistisch zu rechnen muss somit die Trennzeit mindestens der Netzentleerungszeit eines vollgefüllten Kanalnetzes entsprechen.
  
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[[File:Flow_image006.png|600px|center]]
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<div class="res-img">[[File:Flow_image006.png|600px|center]]</div>
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<div class="center">Dialog Regenreihe aus Messstationen</div><br />
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<div class="center">Dialog Gebietsniederschlag auswählen</div><br />
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{{Hinweis-Box
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|Text=Je länger die Trennzeit gewählt wird desto weniger Regenereignisse entstehen. Diese Regen sind dafür länger und in Summe muss mehr Simulationszeit berechnet werden. Bei kürzerer Trennzeit besteht die Gefahr, dass ein Regen der in der Simulation auf ein leeres Netz gerechnet wird in Wirklichkeit auf ein vorbelastetes Netz trifft. Die Trennzeit sollte daher der tatsächlichen Entleerungsdauer des Netzes entsprechen. Wird in der Hydraulikvariante ein Gebietsniederschlag ausgewählt wird abgefragt ob die Regentrennzeit als „Max. Nachlaufzeit nach Regenende“ übernommen werden soll. In den meisten Fällen sollte hier der Wert der Nachlaufzeit auch der Regentrennzeit entsprechen. }}
  
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Fazit: Je länger die Trennzeit gewählt wird desto weniger Regenereignisse entstehen. Diese Regen sind dafür länger und in Summe muss mehr Simulationszeit berechnet werden. Bei kürzerer Trennzeit besteht die Gefahr, dass ein Regen der in der Simulation auf ein leeres Netz gerechnet wird in Wirklichkeit auf ein vorbelastetes Netz trifft. Die Trennzeit sollte daher der tatsächlichen Entleerungsdauer des Netzes entsprechen. Wird in der Hydraulikvariante ein Gebietsniederschlag ausgewählt wird abgefragt ob die Regentrennzeit als „Max. Nachlaufzeit nach Regenende“ (TRMX) übernommen werden soll. In den meisten Fällen sollte hier der Wert TRMX der Regentrennzeit entsprechen.
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Auf die nach dem oben beschriebenen Verfahren entstandenen Regenereignisse kann noch ein Filter angesetzt werden. Dabei muss eine Vorschrift ausgewählt werden, z.B. Verteilungsvorschrift nach KOSTRA DWD oder dergleichen. Die Naturregen werden nun entsprechend der Vorschrift analysiert und dann ausgefiltert. Dadurch können Starkregenserien für den Überflutungsnachweis gebildet werden. Auch im Nachgang können Filter auf den Gebietsniederschlag angewendet werden, wie zum Beispiel Regen die zu Entlastungen geführt oder die einen Überstau verursacht haben. Des Weiteren ist auch eine Regenauswertung bezüglich Extremwertstatistik möglich. Für die Schmutzfrachtberechnung, wo es um die Bilanzierung der Abflussmengen zur Kläranlage bzw. der Entlastungsmenge geht, dürfen keine Regen „weggefiltert“ werden. Für den Gebietsniederschlag ist auch eine Statistik über alle Regen sowie eine Einzelstatistik verfügbar. Diese sollte aufgerufen und auf Plausibilität geprüft werden.
  
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[[File:Flow_image007.png|600px|center]]
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<div class="res-img">[[File:Flow_image008.png|600px|center]]</div>
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<div class="center">Hydraulikvariante Laufzeitkontrolle</div><br />
 
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Auf die nach dem oben beschriebenen Verfahren entstandenen Regen kann noch ein Filter angesetzt werden. Dabei muss eine Vorschrift ausgewählt werden. Die Naturregen werden nun entsprechend der Vorschrift analysiert und dann ausgefiltert.
 
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Dadurch können Starkregenserien für den Überflutungsnachweis gebildet werden. Nach einer Berechnung können im Gebietsniederschlag weitere Filter angewandt werden. Regen die zu Entlastungen geführt haben oder Regen die Überstau verursacht haben. Auch eine Regenauswertung bezüglich Extremwertstatistik und gebietsspezifischer Modelregen ist bei Gebietsniederschlägen möglich. Für die Schmutzfrachtberechnung, wo es um die Bilanzierung der Abflussmengen zur Kläranlage bzw. der Entlastungsmenge geht, dürfen keine Regen „weggefiltert“ werden. Für den Gebietsniederschlag ist auch eine Statistik über alle Regen sowie eine Einzelstatistik verfügbar. Diese sollte aufgerufen und auf Plausibilität geprüft werden.
 
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[[File:Flow_image008.png|600px|center]]
 
 
<div class="center">Einzelstatistik der Regenereignisse</div><br />
 
<div class="center">Einzelstatistik der Regenereignisse</div><br />
  
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Durch Anklicken der Spaltenköpfe kann danach sortiert werden.
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{{Hinweis-Box
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[[File:Flow_image009.png|600px|center]]
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|Text=
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<div class="center">Einzelstatistik der Regenereignisse - Sortiert</div><br />
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Durch Anklicken der Spaltenköpfe auf der rechten Seite kann nach verschiedenen Eigenschaften sortiert werden!}}
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===Implementieren von Ganglinien===
 
===Implementieren von Ganglinien===
 
Für eine detaillierte Schmutzfracht besteht in ++System die Möglichkeit die Trockenwetterzugaben über Tages-, Wochen- und Jahresganglinien abzubilden. Die Verwaltung erfolgt im Projektbaum Zeitreihen. Die Trockenwetterganglinien können verändert, dupliziert und gelöscht werden.  
 
Für eine detaillierte Schmutzfracht besteht in ++System die Möglichkeit die Trockenwetterzugaben über Tages-, Wochen- und Jahresganglinien abzubilden. Die Verwaltung erfolgt im Projektbaum Zeitreihen. Die Trockenwetterganglinien können verändert, dupliziert und gelöscht werden.  
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Dabei wird gewöhnlich der häusliche Abfluss mit einer Tagesganglinie, Der Fremdwasserzufluss mit einer Jahresganglinie und der industrielle Zufluss mit einer Wochenganglinie verknüpft. Das hydrodynamische Berechnungsverfahren ermittelt automatisch, zu jedem Zeitpunkt während des Berechnungslaufes, aus der Anfangszeit des Regenereignisses, die korrekte Faktorisierung des Trockenwetterzuflusses aus den zugewiesenen Trockenwetterganglinien.
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Dabei wird gewöhnlich der häusliche Abfluss mit einer Tagesganglinie, der Fremdwasserzufluss mit einer Jahresganglinie und der industrielle Zufluss mit einer Wochenganglinie verknüpft. Das hydrodynamische Berechnungsverfahren ermittelt automatisch, zu jedem Zeitpunkt während des Berechnungslaufes, aus der Anfangszeit des Regenereignisses, die korrekte Faktorisierung des Trockenwetterzuflusses aus den zugewiesenen Trockenwetterganglinien.
 
Im ersten Schritt müssen die Ganglinien neu erstellt werden über den '''Projektbaum\Zeitreihen\Ganglinien'''.
 
Im ersten Schritt müssen die Ganglinien neu erstellt werden über den '''Projektbaum\Zeitreihen\Ganglinien'''.
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Der Aufbau der Trockenwetterganglinien erfolgt in unterschiedlichen Kombinationen und Hierarchiestufen. Dabei werden die Werte nach dem Format Jahres-, Wochen- und Tag wie folgt in 52 Wochen,7 Tage und 24 Stunden gegliedert.
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Der Aufbau der Trockenwetterganglinien erfolgt in unterschiedlichen Kombinationen und Hierarchiestufen. Dabei werden die Werte nach dem Format Jahres-, Wochen- und Tag wie folgt in 52 Wochen, 7 Tage und 24 Stunden gegliedert.
  
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[[File:Flow_image010.png|500px|center]]
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<div class="res-img">[[File:Flow_image010.png|500px|center]]</div>
 
<div class="center"> Beispiel für eine Tagesganglinie, hier im 4h Intervall mit Abfluss 1l/s für den Zeitraum 8:00 bis 20:00 Uhr </div><br />
 
<div class="center"> Beispiel für eine Tagesganglinie, hier im 4h Intervall mit Abfluss 1l/s für den Zeitraum 8:00 bis 20:00 Uhr </div><br />
  
  
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[[File:Flow_image011.png|500px|center]]
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<div class="res-img">[[File:Flow_image011.png|500px|center]]</div>
 
<div class="center"> Beispiel für eine Wochenganglinie, hier im Tagesintervall mit verschiedenen Abflüssen m³/s für den Zeitraum Montag bis Samstag </div><br />
 
<div class="center"> Beispiel für eine Wochenganglinie, hier im Tagesintervall mit verschiedenen Abflüssen m³/s für den Zeitraum Montag bis Samstag </div><br />
  
 
Jeder Haltungszuflusstyp (Häuslicher- Gewerblicher- sowie Fremdwasser - mit Ausnahme des Regenwasserzuflusses) kann in Summe mit einer solchen Ganglinie bzw. einem solchen Ganglinientupel verknüpft werden. Die Zuweisung erfolgt im Dialog der Einzugsgebiete, bzw. im Dialog der Haltungszuflüsse (hier sind auch nicht-grafische Zuflüsse möglich).
 
Jeder Haltungszuflusstyp (Häuslicher- Gewerblicher- sowie Fremdwasser - mit Ausnahme des Regenwasserzuflusses) kann in Summe mit einer solchen Ganglinie bzw. einem solchen Ganglinientupel verknüpft werden. Die Zuweisung erfolgt im Dialog der Einzugsgebiete, bzw. im Dialog der Haltungszuflüsse (hier sind auch nicht-grafische Zuflüsse möglich).
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In diesem Fall sollen die Wochenganglinie für der Autowaschanlage Mobby übergeben werden. Dafür wurde ein Nichtgraphisches Element an der gewünschten Schmutzwasserhaltung hinzugefügt und die Tages und Wochenganglinie ausgewählt.
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In diesem Fall soll die Wochenganglinie für die Autowaschanlage Mobby übergeben werden. Dafür wurde ein Nichtgraphisches Element an der gewünschten Schmutzwasserhaltung hinzugefügt und die Tages und Wochenganglinie ausgewählt.
  
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[[File:Flow_image012.png|800px|center]]
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<div class="res-img">[[File:Flow_image012.png|800px|center]]</div>
 
<div class="center"> Haltungsdialog - zuweisen von Ganglinien über nichtgrafisches Element </div><br />
 
<div class="center"> Haltungsdialog - zuweisen von Ganglinien über nichtgrafisches Element </div><br />
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[[File:Flow_image013.png|600px|center]]
 
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<div class="center"> Dialog zum zuweisen der Ganglinie </div><br />
 
  
 
==Hydraulikvariante als Grundlage der Schmutzfrachtberechnung==
 
==Hydraulikvariante als Grundlage der Schmutzfrachtberechnung==
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Für eine Erfolgreiche Schmutzfrachtberechnung müssen vorerst verschiedene Parameter in der Hydraulikvariante und der dazugehörigen Schmutzfrachtvariante angepasst und übergeben werden.
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Für eine erfolgreiche Schmutzfrachtberechnung müssen vorerst verschiedene Parameter in der Hydraulikvariante und der dazugehörigen Schmutzfrachtvariante angepasst und übergeben werden.
  
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===Regenauswahl===
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===Berechnungsvariante===
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Hier wird nun der Gebietsniederschlag ausgewählt. Bei Auswahl „MODE“ (Modellregen) wird bei Verfügbarkeit von Gebietsniederschlägen in der Hydraulikvariante freigeschalten.
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In diesem Bereich wird festgelegt, welche Art von Berechnung durchgeführt und welche Ergebnisse dabei gespeichert werden sollen.
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Hier muss die '''Schmutzfracht'' ausgewählt werden: Anstelle einzelner, vollständiger Ganglinien werden die Ergebnisse über den gesamten Simulationszeitraum in festen Zeitschritten aufbereitet und gespeichert, was insbesondere bei sehr langen Regenreihen (Kontinuumsimulation) Speicherplatz spart.
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** '''Schmutzfrachtzeitschritt''': Zeitschritt (z. B. 15 min), in dem die Ergebnisse aufbereitet werden.
  
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[[File:Flow_image014.png|600px|center]]
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[[Datei:Hydraulik V18 Berechnungsvariante.png|1000px|center]]<br>
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<div class="center">Dialog Hydraulikvariante – Auswahl der Regenereignisse</div><br />
 
  
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Die Anzahl der Messjahre die der Gebietsniederschlag repräsentiert wird übernommen. Besteht ein Gebietsniederschlag aus Aufzeichnungen mehrerer Messstationen kann hier die Art der Zuordnung für die Flächenberegnung gewählt werden.
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{{Hinweis-Box
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|Text = Je geringer die Zeitschritte desto mehr Ergebnisse und desto mehr Speicher ist davon betroffen. Die Zeitschritte haben grundsätzlich nur einen geringen Einfluss auf die Berechnungsgenauigkeit - nur beim Mischverhältnis kann es zu Abweichungen bei erhöhten Zeitschritten kommen.}}
  
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[[File:Flow_image015.png|600px|center]]
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===Regenauswahl===
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<div class="center"> Meldung: Zeitspanne der Regen übernehmen</div><br />
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Die Regenauswahl wird in der Hydraulikvariante über Modellregen oder Gebietsniederschlag ausgewählt. In der Regel wird ein Gebietsniederschlag verwendet mit längeren Zeitreihen.
  
−
Synthetische Niederschlagsreihen eignen sich auf Grund nicht synchroner Regenpausen nicht für eine ungleichmäßige Beregnung.
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[[File:Flow_Regenauswahl.png|600px|center]]
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In unserem Beispiel wird der Gebietsniederschlag aus einer Station über die Flächen gleichmäßig beregnet.
 
  
−
===Seitliche Zuflüsse===
+
Wenn der Regen ausgewählt wurde verändern sich auch die ausgewiesenen Messjahre für die Ergebnisbilanzierung. Für die Schmutzfracht: Hier gilt die bestehende Logik, dass nur ganze Jahre als Messjahre zulässig sind.
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Der Trockenwetterabfluss muss an die Schmutzfracht angepasst werden. Im Standardfall sind hier die Werte für eine reine hydraulische Betrachtungsweise mit dem erhöhten Spitzenanfall zu rechnen. Zu beachten ist hier der Spitzenanfall, dieser muss in der Schmutzfrachtvariante auf 24 stehen damit nicht kontinuierlich mit dem Spitzenanfall gerechnet wird.
 
−
[[File:Flow_image016.png|600px|center]]
 
−
<div class="center">Anpassung des Trockenwetterabfluss für die Schmutzfracht in der Hydraulikvariante </div><br />
 
  
−
[[File:Flow_image017.png|600px|center]]
+
*Ein '''Wiki-Button''' neben dem Feld „Messjahre" verlinkt direkt auf diese Beschreibung.
−
<div class="center"> Dialog Hydraulikvariante – Seitliche Zuflüsse - Trockenwetterabfluss auf 24h Mittel umstellen </div><br />
+
*Ist „Schmutzfracht" ausgewählt, wird zusätzlich ein '''Ausrufezeichen-Symbol''' neben den Messjahren angezeigt, das auf die Pflicht zu ganzen Jahren hinweist.
  
 +
{{Hinweis-Box
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|Text=
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Warum ganze Jahre bei der Schmutzfracht wichtig sind
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Der AFS63-Parameter wird über die sogenannten Potentiale nach DWA-A 102 immer jahresweise hinzugegeben. Deshalb ist die korrekte, auf ganze Jahre gerundete Eingabe der Messjahre bei der Schmutzfracht besonders wichtig. Aus demselben Grund müssen auch die Regendaten jahresweise getrennt werden – andernfalls kann es bei längeren Regenereignissen, die über einen Jahreswechsel hinausreichen, zu Verfälschungen der berechneten AFS63-Fracht kommen.}}
  
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===Trockenwetterabfluss===
 +
Der Trockenwetterabfluss muss an die Schmutzfracht angepasst werden. Im Standardfall sind hier die Werte für eine reine hydraulische Betrachtungsweise mit dem erhöhten Spitzenanfall zu rechnen. Zu beachten ist hier der Spitzenanfall, dieser muss in der Schmutzfrachtvariante auf 24 stehen damit nicht kontinuierlich mit dem Spitzenanfall gerechnet wird.
  
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===Transport===
+
<div class="res-img">[[File:Flow_image016_1.png|800px|center]]</div>
−
Bei der Berechnung mit Naturregen empfiehlt sich für DYNA die Einstellung „Automatisch“ für die Festlegung der Trockenwettervorlaufzeit sowie der Simulationsdauer nach Regenende. Die Ursache hierfür ist die unterschiedliche zeitliche Variation der der einzelnen Regenereignisse. Als Beispiel, kann die Regenspitze am Anfang des Ereignisses auftretten und das Netz zum Regenende bereits annähernd geleert sein. In einem anderen Fall ist die Regenspitze am Ende und es muss noch entsprechend lange nachgerechnet werden.  
+
<div class="center">Anpassung in der Hydraulikvariante Hydraulikvariante </div><br />
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Der Faktor TRFT bestimmt bei wie viel Restregenmenge im Netz die Berechnung beendet werden darf. Als Vergleichsgröße wird das Trockenwettervolumen herangezogen. 2 bedeutet also Simulationsende bei doppeltem Trockenwettervolumen. Dabei sollte es keine Entlastungsvorgänge im Netz mehr geben sodass angenommen werden kann dass diese Restmenge zur Kläranlage abfließt. Die Trockenwettervorlaufzeit wird durch die längste Fließzeit im Netz bestimmt. Trockenwetter wird nur beim ersten Regen gerechnet und gespeichert, bei den weiteren wird darauf aufgesetzt.
 
−
Der Parameter TRMX bestimmt wie lange nach einem Regen maximal nachgerechnet werden soll. Dieser sollte der Regentrennzeit entsprechen die beim Aufbau des Gebietsniederschlages verwendet wurde. Ist nach Ablauf dieser Zeit das Kriterium aus TRFT noch nicht erreicht erhält man eine Warnung dass die Regentrennzeit vermutlich zu kurz gewählt wurde.
 
  
−
Unter „erweitert…“ kann die Genauigkeit der aufgezeichneten Ganglinien angepasst werden. Bei großen Projekten und langen Simulationszeiträumen entstehen sehr große Datenmengen. Der Parameter GENA kann dann bis auf 0.001 vergrößert werden.
+
<div class="res-img">[[File:Flow_image017.png|400px|center]]</div>
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<div class="center"> Dialog Trockenwetter - Trockenwetterabfluss auf 24h Mittel umstellen </div><br />
  
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[[File:Flow_image018.png|600px|center]]
 
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<div class="center">Erweiterte Einstellungen – GENA - Faktor </div><br />
 
  
−
Es empfiehlt sich das Berechnungsverzeichnis bei einem NTFS Dateisystem auf „Komprimiert“ zu setzen. Die Flutkurvendateien (FLKURV*.D) lassen sich gut komprimieren.
 
 
 
 
 
  
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===Ausgabe===
+
===Simulationszeit===
−
Unter +++ANZA muss wieder der durch die Simulation abgedeckte Zeitraum eingetragen werden. Dies erfolgt normalerweise bei Auswahl des Gebietsniederschlages, sollt hier jedoch noch einmal überprüft werden. +++FOLG bestimmt bei mehreren Überstauereignissen innerhalb eines Regens ab welcher Trennzeit diese als neues Überstauereignis gezählt werden.
+
<div class="res-img">[[File:Flow image007.png|700px|center]]</div>
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[[File:Flow_image019.png|600px|center]]
+
Die Simulation gliedert sich zeitlich in vier Phasen: '''Burn-In''' (technische Einschwingzeit, entspricht der Fließzeit im Netz), '''Trockenwetter''' als Vorlaufzeit vor dem eigentlichen Regenereignis, '''Regendauer''' und '''Nachlaufzeit''' nach Regenende.
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<div class="center">Dialog Hydraulikvariante – Seitliche Zuflüsse - </div><br />
 
  
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Durch die langen Zeitreihen, welche bei dem Kontinuum gerechnet werden, sollte die Speicherung von Flutkurven vermieden werden.
+
*'''Burn-In''': entspricht der längsten Fließzeit im Netz und dient dazu, das Netz vor Beginn der eigentlichen Berechnung mit einem stabilen Trockenwetterabfluss zu „füllen". Trockenwetter wird dabei nur beim ersten Regen berechnet und gespeichert, bei den weiteren Regen wird darauf aufgesetzt.
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*'''Vor- und Nachlauf''': legt sowohl die Trockenwetter-Vorlaufzeit vor dem Regen als auch die maximale Nachrechenzeit nach Regenende fest. Dieser Wert sollte der Regentrennzeit entsprechen, die beim Aufbau des Gebietsniederschlags verwendet wurde.
 +
*'''Abbruchfaktor''': bestimmt, bei wie viel Restregenmenge im Netz die Nachlaufberechnung beendet werden darf. Als Vergleichsgröße dient das Trockenwettervolumen – ein Abbruchfaktor von 2 bedeutet Simulationsende bei doppeltem Trockenwettervolumen. Zu diesem Zeitpunkt sollte es keine Entlastungsvorgänge im Netz mehr geben, sodass angenommen werden kann, dass die Restmenge zur Kläranlage abfließt. Wird dieses Kriterium innerhalb der eingestellten Nachlaufzeit nicht erreicht, erscheint eine Warnung, dass die Regentrennzeit vermutlich zu kurz gewählt wurde.
  
−
[[File:Flow_image020.png|600px|center]]
+
Bei der Berechnung mit Naturregen empfiehlt sich weiterhin eine automatische Ermittlung von Vor- und Nachlaufzeit, da sich Regenereignisse zeitlich stark unterscheiden können: Die Regenspitze kann am Anfang eines Ereignisses liegen, sodass das Netz zum Regenende bereits annähernd geleert ist, oder am Ende, sodass entsprechend lange nachgerechnet werden muss.
−
<div class="center">Flutkurven speichern vermeiden!</div><br />
 
  
−
===Längsschnitt===
+
===Neue Schmutzfracht erstellen===
−
Der Längsschnitt für ein Kontinuum auszugeben ist in den meisten Fällen nicht sinnvoll, daher wird empfohlen auf die Ausgabe eines Längsschnittes zu verzichten. Das verkürzt die Ausgabe für die Berechnungsergebnisse. Zudem kann mit dem manuellen Längsschnitt jederzeit ein beliebiger Strang aufgerufen werden. Durch Anklicken von ++PLOT wird der Längsschnitt ausgeschalten.
+
Im ersten Schritt muss eine neue Schmutzfrachtvariante über die Hydraulikvariante erstellt werden. Hierfür einfach im Kontextmenü der gewünschten Hydraulikvariante eine neue Schmutzfracht anlegen.
−
[[File:Flow_image021.png|600px|center]]
 
−
<div class="center">Längsschnitt erzeugen für die Langzeitsimulation ausschalten </div><br />
 
  
−
 
+
<div class="res-img">[[File:Flow_image023.png|400px|center]]</div>
−
 
+
<div class="center">Erstellen einer neuen Schmutzfrachtvariante</div><br />
−
===Ergebnisse===
 
−
Hier werden die Ergebnisse der Hydraulischen Berechnung zusammengefasst, beachten Sie die Schaltflächen für die Zwischenablage um die angezeigten Ergebnistabellen beispielsweise in einem Bericht einzubauen.
 
−
 
 
−
[[File:Flow_image022.png|600px|center]]
 
−
<div class="center">Hydraulikvariante Ergebnisse</div><br />
 
  
 
==Schmutzfrachtvariante==
 
==Schmutzfrachtvariante==
−
===Neue Schmutzfracht erstellen===
+
Alle Einstellungsmöglichkeiten und Erklärungen zu den Menüs finden Sie unter folgenden LINK: {{Button|Text=Schmutzfrachtvariante|Link=Schmutzfrachtvariante#Dialog|Abstand=8px|center}}
−
Im ersten Schritt muss eine neue Schmutzfrachtvariante für die Hydraulikvariante erstellt werden. Hierfür einfach im Kontextmenü der gewünschten Hydraulikvariante eine neue Schmutzfracht anlegen.
 
  
−
[[File:Flow_image023.png|600px|center]]
+
Im ersten Schritt muss im Übergeordneten Ordner Schmutzfracht eine Kläranlage festgelegt werden. Für ein Projekt kann nur eine Kläranlage ausgewählt werden.
−
<div class="center">Erstellen eine neuen Schmutzfrachtvariante</div><br />
 
  
−
Als erste Aktion muss das Auslaufbauwerk (Schacht) gewählt werden der dem Kläranlagenzulauf entspricht. Dies kann zum einen automatisch durchgeführt werden, oder der Schacht manuell ausgewählt werden. Diese Zuweisung der Kläranlage erfolgt wiederum über das Kontextmenü. Danach öffnet man die Schmutzfrachtvariante per Doppelklick. Auf drei Aktenreiter verteilt können die weiteren Einstellungen vorgenommen, sowie die Ergebnisse der Berechnung abgerufen werden.
+
Hier erfolgt das Auffinden und die Zuweisung der Kläranlage für die jeweilige Schmutzfracht.
−
 
+
*finden: Sucht den Knoten, welcher als Kläranlage definiert wurde und gibt den Namen im Meldungsfenster aus. Mit Doppelklick auf die Ausgabe wird auf den Knoten hingeführt.
 +
*automatisch wählen: Automatismus zum ermitteln der Kläranlage im Gesamtsystem.
 +
*manuell wählen: Ein Knoten kann manuell als Kläranlage festgelegt werden.
 +
*markierte Knoten zu Kläranlage: Ein bereits markierte Knoten kann zu Kläranlage hinzugefügt werden. Dieser Knoten wird dann im Dialog im Dropdown Menü der Kläranalge aufgelistet und kann ausgewählt werden.
  
−
===Bestimmung des erforderlichen Gesamtspeichervolumens===
+
==Individuelle Zuweisung der Schmutzstoffe==
  
−
Über die Schaltfläche  werden die zur Berechnung des spezifischen Speichervolumens nach DWA A128 benötigten Werte aus der Hydraulikvariante übernommen. Diese Werte können je nach Projektanforderungen noch geändert werden. Über die Schaltfläche „Berechnen“ wird das spezifische Speichervolumen in m³/ha und das erforderliche Gesamtvolumen (Zentralbeckengröße) laut den Vorgaben der ATV-A 128 errechnet.
+
Die Kategorien können jetzt wie auf den Flächen (Objekt) individuell eingestellt werden - hierfür sich das gewünscht Objekt auswählen und im Reiter '''Beregnung/Schmutzfracht''' über das Drop-Down-Menü anpassen! Desweiteren kann hier ein individueller Wert eingegeben werden, falls die Fläche mit den vorbelegten Kategorien nicht abgedeckt werden kann.
  
−
[[File:Flow_image038.png|800px|center]]
+
<div class="res-img">[[File:Flow_A102_04.png|500px|center]]</div>
−
<div class="center">Berechnung des Gesamtspeichervolumens</div><br />
+
<div class="center">Objektebene Fläche - im Reiter "Beregnung/Schmutzfracht" finden Sie die individuelle Einstellung für die Flächen</div><br />
  
 +
{{Hinweis-Box
 +
|Text = <br> Die Eingaben der Kategorien ist Schmutzfrachtvariantenabhängig - Das bedeutet das hier auf die richtige Auswahl der Schmutzfrachtvariante Wert gelegt werden muss!  }}
  
−
Sind weitergehende Anforderungen auf Grund eines sehr schwachen bzw. sehr starken Vorfluters zu berücksichtigen kann diese Option hier aktiviert werden.
+
Natürlich können die Kategorien auch über die Funktion '''markierte ändern...''' für eine ausgewählte Menge an Flächen angepasst werden.
 +
<div class="res-img">[[File:Flow_A102_05.png|500px|center]]</div>
 +
<div class="center">Dialog markierte ändern... für Flächen</div><br />
  
−
<p style="color: #B7117F">Wichtiger Hinweis:
+
Desweiteren haben Sie wie gewohnt auch die Möglichkeit diese Objekte nach den Attribute einzufärben, Abfragen zu erstellen oder Eigenschaftslisten aufzurufen.
−
Erweiterte Anforderungen für Bayern:
 
−
Wird in der Gesamtvolumenberechnung der Wert e0 gesetzt erhöht sich das Gesamtvolumen nach dem ATV-A 128 und dadurch auch das Volumen der Zentralbeckenvariante. Nach dem Merkblatt Nr.4.4.22 wird in Bayern die Jahresschmutzfracht zum Vergleichen des Ist-Zustandes mit der Zentralbeckenvariante gewählt, daher sollte hier nicht weitergehende Anforderungen nach dem ATV-A 128 genutzt werden. Das Bedeutet das in der Gesamtvolumenberechnung der Hacken für erweiterte Anforderungen nicht gesetzt wird. Dieser Sachverhalt gilt nur in Bayern und sollte mit der Genehmigungsbehörde abgesprochen werden.</p>
 
−
<p style="color: #B7117F">
 
−
Im folgenden der Auszug aus dem Merkblatt Nr.4.4.22; Bayerische Landesamt für Umwelt:
 
−
Nur im Nachweisverfahren anwendbar!
 
−
Bei Vorliegen von weitergehenden Anforderungen dürfen dann in der anschließenden Planungsberechnung nur max. 85 % der in der Vorberechnung ermittelten Jahresschmutzfracht im Mittel an den betroffenen Entlastungsanlagen entlastet werden. Es ist nicht die prozentuale Verringerung der Entlastungsrate e0 nachzuweisen.  
 
−
</p>
 
  
−
===Anpassen der Parameter für Flow===
+
==Erstellen von Funktionalen Einheiten==
  
−
Die Parameter der Berechnung mit Flow++ können im folgenden Reiter der jeweiligen Schmutzfracht angepasst werden:
+
Eine Funktionale Einheit (FE) bezeichnet einen Zusammenschluss von mehreren hydraulischen Sonderbauwerken, welche gekennzeichnet sind durch mindestens eine Entlastung in ein Oberflächengewässer und ein zugeordnetes Einzugsgebiet. Zum Beispiel ein Stauraumkanal mit obenliegender Entlastung benötigt zwei Bauwerke; zum einen ein Bauwerk (typ 65) zur Abflussregulierung, zum anderen ein Entlastungsbauwerk (Typ 62) weiter oben im Netz. Ein anderer gängiger Fall ist ein Fangbecken im Nebenschluss, welches zunächst ein Trennbauwerk (Typ 62-63) benötigt, dessen Entlastung dann in dem Fangbecken (Typ 61-64) endet. Zur Ermittlung dessen Entlastungsrate ist dann nicht das Regenwasser in der Entlastung des Trennbauwerks heranzuziehen, sondern dasjenige, welches oberhalb des Trennbauwerkes anfällt.
  
−
[[File:Flow_image039.png|600px|center]]
 
−
<div class="center">Berechnung des Gesamtspeichervolumens</div><br />
 
  
−
'''Programmtechnische Optionen:'''
+
Anleitung zum erstellen einer Funktionalen Einheit:  
−
Hier kann der Berechnungsschritt angepasst werden, empfohlen wird ein Berechnungszeitschritt von 10 Minuten. Dieser Zeitschritt ist ausreichend genau für eine eingehende Bewertung der Entlastungsfunktion des Bauwerks. Für kürzere Berechnungsschritte erhöht sich auch der Berechnungsaufwand. Die Aufzeichnungen der Kurven hängt von der jeweiligen Berechnungskapazität ab und kann den Gegebenheiten angepasst werden. Die tabellarischen Ergebnislisten können auch für die einzelnen Regenereignisse ausgegeben werden, dies erhöht natürlich die Ergebniszusammenführung und kann individuell angepasst werden.
+
{{Button|Text=Funktionale Einheiten Anleitung|Link=Funktionale_Einheiten#Arbeitsschritte_f.C3.BCr_die_Erstellung_der_Funktionalen_Einheiten}}
−
[[File:Flow_image026.png|500px|center]]
 
−
<div class="center">Hydraulikvariante Ergebnisse</div><br />
 
  
−
'''Optionen für Funktionale Einheiten:'''
+
===Automatische Berechnung des Volumens===
−
Zum einen können die Parameter Trockenwetterabweichung oder Volumen des Trockenwetterzuflusses pro Jahr angegeben werden. Desweiteren wir hier festgelegt ab welchen Durchmesser vorgelagertes Kanalstauraumvolumen in die Berechnung miteinfließt.
+
<div class="res-img">[[File:Flow_image041.png|800px|center]]</div>
−
Zudem besteht die Möglichkeit Seitenumbrüche in den Ergebnislisten miteinzufügen,  dies ermöglicht eine leichtere Abgrenzung der Bauwerke in den Ergebnislisten.
+
<div class="center">Statisches vorgelagertes Kanalnetzvolumen und Bauwerksvolumen</div><br />
−
[[File:Flow_image024.png|600px|center]]
 
−
<div class="center">Hydraulikvariante Ergebnisse</div><br />
 
  
−
'''Entlastungsereignis:'''
+
*Statisches Volumen FE: Dieser Wert gibt das Volumen der Schächte und Haltungen die in eine Funktionalen Einheit zusammengefügt wurden summiert und ausgegeben.
−
[[File:Flow_image025.png|600px|center]]
+
*Statisches, vorgelagertes Volumen: Zum anderen wird das vorgelagerte Kanalnetzvolumen als statische Volumen eingebunden, je nach festgelegten Wert in den Einstellungen der jeweiligen Schmutzfracht
−
<div class="center">Hydraulikvariante Ergebnisse</div><br />
 
  
−
Diese Parameter legen fest, wann eine Entlastung als solche gezählt wird:
+
===Zuweisung der Fläche zu den Funktionalen Einheiten===
−
*Erst nach 10 min Trennzeit wird ein eigenständiges Entlastungsereignis angenommen
+
Um die ordnungsgemäße Flächenzuweisung zu den jeweiligen Bauwerken zu gewährleisten wurde ein Automatismus geschaffen, welcher die Direkteinzugsgebiete und Gesamteinzugsgebiete der jeweiligen FE Einheiten berechnet. Im Projektbaum der jeweiligen Schmutzfracht das Kontextmenü öffnen und folgende Funktion '''Alle FEs: Direkteinzugsgebiet/Automatisch ermitteln''' ausführen.
−
*Erst ab einem Abfluss von 1 l/s über die Entlastungsschwelle wird das Ereignis gezählt
 
  
−
Dadurch wird vermieden das eine unrealistisch hoher Anzahl an Entlastungsereignisse und eine zu hohe -dauer aufgezeichnet werden.
+
Für jede angeschlossene Fläche, welche sich im Einzugsgebereich einer Funktionalen Einheit befindet werden Attribute angelegt, welche eine Zuweisung der Fläche zu den FEs ermöglichen.
−
 
 
  
−
===Anpassen der Parameter der Schmutzstoffe===
+
Folgende Attribute werden für jede Fläche angelegt:
 +
*FE_Anteil=1.00
 +
*FE_Name=RÜB01
 +
*FE_Nummer=1
  
−
Die CSB-Konzentration kann über die Verwaltung der Schmutzstoffe individuell festgelegt werden. Die Standardwerte ergeben im Durchschnitt einen CSB-Wert von ca. 600 mg/l aus den verschiedenen Wassermengen des Trockenwetterabflusses (SW, FW, RW).
+
{{Hinweis-Box
−
[[File:Flow_image027.png|600px|center]]
+
|Text = <br> Diese Zuweisung sollte bei komplexen Abflusssituationen, wie Vermaschung etc. manuell angepasst werden. Eine Löschung dieser Attribute hat zur Folge, das die Fläche der Einzugsgebiete und der Anteil der undurchlässigen Fläche (Au-Wert) nicht mehr im Detail für jede FE in den Ergebnislisten ausgegeben werden kann! Daher ist eine Manuelle Anpassung und Zuweisung nur in Einzelfällen durchzuführen! }}
−
<div class="center">Hydraulikvariante Ergebnisse</div><br />
 
  
−
Desweiteren ist es möglich die individuelle CSB-Konzentrationen für Gewerbliche Einleiter einzustellen.
+
==Zentralbeckenvariante erstellen==
−
Hier einfach auf den vorherigen Dialog auf ''Zusätzliche Gewerbliche SW'' klicken und für den jeweiligen Einleiter können die Konzentrationen eingegeben werden.
+
<div class="res-img">[[File:ZB4.png|right|300px]]</div>
−
[[File:Flow_image028.png|600px|center]]
 
−
<div class="center">Individuelle CSB-Konzentration für Gewerbliche Einleiter festlegen</div><br />
 
  
−
 
+
Nach der Berechnung des Gesamtvolumens kann die Zentralbeckenvariante erstellt werden. In den meisten Fällen ist es aber ratsam, zuerst den Ist-Zustand eingehend zu testen und zu plausibilisieren!
  
−
===Erstellen von Funktionalen Einheiten===
+
Die Erstellung einer Zentralbeckenvariante erfolgt im Kontextmenü (über rechtsklick) der jeweilige Schmutzfrachtvariante mit dem ausführen der Aktion Zentralbeckenvariante neu: Erstellen. Es wird eine neue Hydraulikvariante mit dem Namen der Schmutzfrachtvariante und dem Anhang _Z erstellt.
−
Eine Funktionale Einheit(FE) bezeichnet einen Zusammenschluss von mehreren hydraulischen Sonderbauwerken, wel die gekennzeichnet sind durch mindestens eine Entlastung in ein Oberflächengewässer und ein zugeordnetes Einzugsgebiet. Zum Beispiel ein Stauraumkanal mit obenliegender Entlastung benötigt zwei Bauwerke; zum einen ein Bauwerk (typ 65) zur Abflussregulierung, zum anderen ein Entlastungsbauwerk (Typ 62) weiter oben im Netz. Ein anderer gängiger Fall ist ein Fangbecken im Nebenschluss, welches zunächst ein Trennbauwerk (Typ 62-63) benötigt, dessen Entlastung dann in dem Fangbecken (Typ 61-64) endet. Zur Ermittlung dessen Entlastungsrate ist dann nicht das Regenwasser in der Entlastung des Trennbauwerks heranzuziehen, sondern dasjenige, welches oberhalb des Trennbauwerkes anfällt.
 
−
Arbeitsschritte Funktionale Einheiten
 
−
*Erstellen neue Funktionale Einheit
 
−
*Art und Anschluss festlegen
 
−
*Schwellen definieren:
 
−
*Zuerst den Schacht/Bauwerk auswählen und dann die abgehende Haltung wählen
 
−
*Ablaufschwelle festlegen
 
−
*Schwellen übernehmen und Typ festlegen
 
−
*Volumenhaltungen übernehmen und Schwelle zuweisen
 
−
*Beckenvolumenschächte übernehmen und Schwelle zuweisen
 
−
*Fiktive Schächte oder Haltungen festlegen (kein Volumenelement)
 
  
−
Im ersten Schritt muss eine neue Funktionale Einheit erstellt werden, indem über das jeweilige Kontextmenü der Schmutzfracht eine neue Einheit angelegt wird.
+
Nach dem DWA A102 sollen in der Zentralbeckenvariante alle Bauwerke mit Speichervolumen passiviert und an das Ende des Netzes, vor den Kläranlagenzulauf, das Zentralbecken platziert werden. Um einen rückstaufreien Abfluss zum Zentralbecken zu gewährleisten, werden die Profilhöhen des Kanalnetzes im Nachgang iterativ erhöht. Zudem werden Pumpwerke als ideale Pumpstationen gesetzt, welche den ankommenden Abfluss ohne Verluste oder Kennlinie weiterleiten. Das Passivieren von Bauwerken, das Setzen von idealen Pumpstationen sowie die Profilvergrößerung erfolgt über die Erstellung der Zentralbeckenvariante automatisch und über variantenabhängige Attribute. Das Zentralbecken selbst ist als Bilanzierungstool im Reiter des Moduls Flow abgebildet.
−
 
 
−
Es öffnet sich das Dialogfenster der neu erstellen Funktionalen Einheit. Hier müssen jetzt im Einzelnen die Elemente des Sonderbauwerks zusammengeführt werden.  
 
  
−
[[File:Flow_image029.png|600px|center]]
+
Die Attribute der Maßnahmen zum rückstaufreien Abfluss umfassen folgende Werte:
−
<div class="center">Dialog für der Funktionalen Einheit</div><br />
+
*Kontinuum_Z::Profilhöhe=1500
 +
*Kontinuum_Z::Ignoriert=1
  
−
Im ersten Schritt werden die Schwellen des Sonderbauwerks festgelegt. Dies kann entweder über die graphische Auswahl im Benutzerfenster geschehen oder über die Suchfunktion, wenn der jeweilige Name bekannt ist. Zuerst muss der Schacht (Sonderbauwerk) ausgewählt werden und danach die abgehende Haltung.
+
===Dimensionierung der Profilhöhen für die Zentralbeckenvariante===
−
[[File:Flow_image030.png|400px|center]]
 
−
<div class="center">Dialog Schacht grafisch auswählen</div><br />
 
−
 
 
−
[[File:Flow_image031.png|400px|center]]
 
−
<div class="center">Dialog Haltung grafisch auswählen</div><br />
 
−
 
 
−
Hier müssen alle Kontenpunkten mit den jeweiligen abgehenden Haltungen angegeben werden, welche bilanziert werden sollen. Auch die Drossel mit der jeweiligen Abflusshaltung muss mit eingebracht werden. Das Programm erkennt automatisch ob es sich um eine Abflusshaltung oder um einen Beckenüberlauf handelt.
 
−
In diesem Fall werden für das RÜB01 zwei Schwellen definiert: Zum einen die abgehende Haltung in der Drossel. Zum anderen die Entlastungsschwelle in den Vorfluter, also der Beckenüberlauf.
 
−
 
 
−
[[File:Flow_image032.png|300px|center]]
 
−
<div class="center">Ergebnis der hinzugefügten Haltungen als Schwellen</div><br />
 
−
 
 
−
Diese beiden Schwellen müssen jetzt manuell nochmals als Bilanzierte Schwelle oder Abflaufschwelle zugewiesen werden. Zuerst wird der Knotenpunkt Drossel und die abgehende Haltung als Ablaufschwele übernommen.
 
−
 
 
−
[[File:Flow_image033.png|300px|center]]
 
−
<div class="center">Manuelle Zuweisung der Schwellen</div><br />
 
−
 
 
−
Danach werden alle zu bilanzierenden entlastungsschwellen übernommen und einem Typ manuell zugewiesen.
 
−
[[File:Flow_image034.png|300px|center]]
 
−
<div class="center">Manuelle Zuweisung der zu bilanzierenden Schwellen</div><br />
 
  
−
In den folgenden Schritten werden die Volumenschächte und Volumenhaltungen manuell hinzugefügt.
+
'''Vorbereitung:''' Zunächst wird über die Einzelstatistik der Regenereignisse des Gebietsniederschlags ein geeigneter Starkregen aus dem Kontinuum ausgewählt – idealerweise ein möglichst kurzes und starkes Ereignis, nicht zwingend der stärkste Regen der gesamten Reihe.
−
Dieser Schritt kann auch über das Bearbeitungsfenster erfolgen: Hierfür werden alle gewünschten Knoten und Haltungen markiert und über das Kontextmenü des Projektbaums mit rechtsklick '''Markierte Abschnitte und Knoten als Volumenelemente übernehmen''' der jeweiligen Funktionalen Einheit übergeben.
 
−
[[File:Flow_image035.png|300px|center]]
 
−
<div class="center">Zuweisung Beckenvolumenschächte mit Festlegung der Schwelle</div><br />
 
−
Abschnitte und Knotenelemente, welche nicht als Volumenelement aufgenommen werden sollen, aber dennoch Teil des Sonderbauwerks sind, können als fiktive Elemente gesetzt werden. Dabei werden die Durchflussmengen dennoch bilanziert, aber nicht als Volumenelement eingebracht.
 
  
 +
'''Ablauf:''' Die Iteration wird in der Hydraulikvariante des Zentralbeckens über das Kontextmenü mit '''Dimensionieren iteriert''' gestartet. Der Algorithmus arbeitet nach einem einfachen Prinzip: DYNA berechnet die Hydraulik und prüft für jede Haltung den Belastungsgrad. Liegt dieser über 90 %, wird die Profilhöhe (DN) der betroffenen Haltung um 100 mm erhöht, andernfalls bleibt sie unverändert. Anschließend wird erneut gerechnet und geprüft – dieser Zyklus wiederholt sich, bis für keine Haltung im Netz mehr eine Vergrößerung erforderlich ist. Die Iteration ist abgeschlossen, sobald im Meldungsfenster keine weitere DYNA-Berechnung mehr gestartet wird.
 +
Ein zusätzliches Abbruchkriterium erkennt, wenn DYNA nur noch Haltungen vergrößern möchte, die bereits auf dem Maximalwert von 9999 mm stehen. In diesem Fall bricht die Iteration ab, und es erscheint eine Meldung, dass der gewünschte Belastungsgrad innerhalb der zulässigen DN-Grenze von 9999 mm nicht erreichbar ist und manuelle Anpassungen erforderlich sind.
  
−
[[File:Flow_image036.png|100px|center]]
+
===Einstellungen des Zentralbecken===
−
<div class="center">Fiktive Schächte hinzufügen</div><br />
 
  
 +
Für das Zentralbecken ist eine feste Struktur eingeführt worden. Diese ergibt sich aus den Anforderungen aus dem DWA A102. Durch viele Freiheitsgrade auf Grundlage der Anforderungen aus dem DWA A 102 werden die Frachtausträge der Entlastungen beim Zentralbecken über einen Bilanzierungsansatz ermittelt. Hierbei wird der Austrag an den Ausläufen über die sich einstellende Entlastungsmenge während der Simulationszeit innerhalb des ausgewählten Messreihe bilanziert.
  
−
<p style="color: #B7117F">Wichtiger Hinweis:
+
Hierbei werden dem Zentralbecken wichtige Parameter aus den vorherigen Einstellungen übergeben. Dem Volumen des Zentralbeckens wird automatisch das Gesamtspeichervolumen aus dem Formblatt zugewiesen. Dies ersetzt die in früheren Programmversionen aufwendigen Feinjustierungen am Becken.
−
Für die Bilanzierung und die automatische Berechnung des vorgelagerten Kanalnetzvolumens ist es nötig Abschnitte und Knotenelemente konsistent auch als Volumenelemente in die Funktionale Einheit miteinzugeben. Das heißt, dass die Funktionale Einheit keine Volumenelemente auslässt, welche auch für den Zu- und Abfluss benötigt werden. Die Volumenelemente einer Funktionalen Einheiten sollten immer an einem Knotenpunkt gestartet und beendet werden.
 
−
</p>
 
  
−
Darstellung der Funktionalen Einheiten nach Fertigstellung:
+
*Erzeugung einer festen Struktur als Durchlaufbecken im Nebenschluss mit vorgeschalteten Beckenüberlauf , auffindbar im Reiter Zentralbecken des Moduls FLOW
−
[[File:Flow_image037.png|800px|center]]
+
*Übernahme des Mischwasserzuflusses als Zufluss zur biologischen Reinigungsstufe (QM), Parameter ist anpassbar.
−
<div class="center">Darstellung in Flow der Funktionalen Einheiten, im Projektbaum wird eine neue Funktionale Einheit angelegt (links) und die Ausdehnung der FE erscheint grau hinterlegt im Bearbeitungsfenster(rechts)</div><br />
+
*Fangteil des ZB mit zugeordnetem Gesamtspeichervolumen laut Formblatt und Anforderungen an den Klärüberlauf und Sedimentationswirkungsgrad, Parameter sind anpassbar.
 +
*Berücksichtigung des Frachtaustrags am Ablauf der Kläranlage, umgesetzt nach Definition DWA A102-2 - Gl. 32
 +
<br>
  
−
<p style="color: #B7117F">Wichtiger Hinweis: </p>
+
Unter folgenden Eintrag kann die detaillierten Einstellungen nachvollzogen werden: {{Button|Text=Zentralbecken Einstellungen|Link=Schmutzfrachtvariante#Zentralbecken}}
  
−
*<p style="color: #B7117F">alle FE Knoten und Knoten die für FE Schwellen verwendet werden müssen Netzknoten sein bzw. das Speichern von Kurven muss angehakt sein</p>
+
=Start der Schmutzfrachtberechnung=
  
−
*<p style="color: #B7117F">FE's können durch das automatisch auf Knoten und Abschnitten gesetzte Attribut „FE-Nr“ eingefärbt werden
+
Wenn die Hydraulikvarianten für den IST-Zustand und die Zentralbeckenvariante über die Hydraulik berechnet wurden, kann die Schmutzfrachtberechnung ausgeführt werden! Die Schmutzfracht selbst wird über das Kontextmenü gestartet: '''Ausführen Flow/Ist-Zustand''' und '''Ausführen Flow/Zentralbecken'''
−
</p>
 
  
−
===Automatische Berechnung des Volumen===
+
Bevor nun das Kontinuum für den Ist-Zustand und die Zentralbecken gerechnet wird empfiehlt sich erst einen einzelnen Regen zu rechnen um eventuelle Fehlermeldungen zu analysieren und manuelle Veränderungen am Netz durchzuführen. Dies gilt sowohl für die hydraulische Berechnung als auch für die Schmutzfrachtberechnung.
−
[[File:Flow_image041.png|800px|center]]
+
Es empfiehlt sich eine schrittweise Erhöhung des Berechnungsregens.
−
<div class="center">Statisches vorgelagertes Kanalnetzvolumen und Bauwerksvolumen</div><br />
 
  
−
*Statisches Volumen FE: Dieser Wert gibt das Volumen der Schächte und Haltungen die in eine Funktionalen Einheit zusammengefügt wurden summiert und ausgegeben.
+
<div class="res-img">[[File:Flow_image049.png|center|800px]]</div>
−
*Statisches, vorgelagertes Volumen: Zum anderen wird das vorgelagerte Kanalnetzvolumen als statische Volumen eingebunden, je nach festgelegten Wert in den Einstellungen der jeweiligen Schmutzfracht
 
  
−
===Zuweisung der Fläche zu den Funktionalen Einheiten===
 
−
Um die ordnungsgemäße Flächenzuweisung zu den jeweiligen Bauwerken zu gewährleisten wurde ein Automatismus geschaffen, welcher die Direkteinzugsgebiete und Gesamteinzugsgebiete der jeweiligen FE Einheiten berechnet. Im Projektbaum der jeweiligen Schmutzfracht das Kontextmenü öffnen und folgende Funktion '''Alle FEs: Direkteinzugsgebiet/Automatisch ermitteln''' ausführen.
 
  
−
Für jede angeschlossene Fläche, welche sich im Einzugsgebereich einer Funktionalen Einheit befindet werden Attribute angelegt, welche eine Zuweisung der Fläche zu den FEs ermöglichen.
+
*Kontrolle der Funktionsfähigkeit des Rechenmodells
 +
*Übernahme von Durchflusskurven für alle relevanten Bauwerke
 +
*Kontrolle der Ergebnislisten und Darstellung der Sonderbauwerke
 +
*Erste Tendenzen für Probleme in der Schmutzfracht sichtbar (schlechtes  Mischungsverhältnis, etc…)
 +
*Sparsamer Umgang mit der Rechenzeit
 +
*Frühzeitig die Möglichkeit nachzumodellieren
  
−
Folgende Attribute werden für jede Fläche angelegt:
+
{{Hinweis-Box
−
*FE_Anteil=1.00
+
|Text = <br> Bei der Schmutzfracht werden sehr große Datenmengen gespeichert. Um die Datenmenge und die Performance sinnvoll zu optimieren, empfehlen wir für größere Gebiete die entsprechenden Ordner inklusive der KPP-Dateien über Windows komprimieren zu lassen.
−
*FE_Name=RÜB01
+
Diese Option finden Sie in den Ordneroptionen unter „Erweitert“.
−
*FE_Nummer=1
+
}}
  
−
<p style="color: #B7117F">Hinweis:
+
=Ergebnisse der Schmutzfrachtberechnung=
−
Diese Zuweisung sollte bei komplexen Abflusssituationen, wie Vermaschung etc. manuell angepasst werden. Eine Löschung dieser Attribute hat zur Folge, das die Fläche der Einzugsgebiete und der Anteil der undurchlässigen Fläche (Au-Wert) nicht mehr im Detail für jede FE in den Ergebnislisten ausgegeben werden kann! Daher ist eine Manuelle Anpassung und Zuweisung nur in Einzelfällen durchzuführen! </p>
+
Die Ergebnisse der Schmutzfracht können an verschiedenen Stellen eingesehen und ausgegeben werden:
−
 
 
  
−
==Zentralbeckenvariante erstellen==
+
* Im Schmutzfrachtdialog - Reiter "Ergebnisse A102"
−
Nach der Berechnung des Gesamtvolumen kann die Zentralbeckenvariante erstellt werden. In den meisten Fällen ist es aber ratsam zuerst den Ist-Zustand eingehend zu testen und zu plausibiliseren, um bei Veränderungen der Parameter, welche Maßgebend zum Gesamtvolumen beitragen, eine erneute Anpassung der Zentralbeckenvariante zu vermeiden!
+
* Einzelergebnisausgabe - DYNA Bauwerke
 +
* Funktionale Einheiten - Ergebnislisten
 +
==Gesamtergebnisse im Schmutzfrachtdialog - Ergebnisse A102==
  
−
Die Erstellung einer Zentralbeckenvariante erfolgt im Kontextmenü (über rechtsklick) der jeweilige Schmutzfrachtvariante mit dem ausführen der Aktion '''Zentralbeckenvariante neu: Erstellen'''. Es wird eine neue Hydraulikvariaten mit dem Namen der Schmutzfrachtvariante und dem Anhang '''_Z''' erstellt.
+
Für die Ergebnisdarstellung der Schmutzfrachtberechnung wird auf das Anwendungsbeispiel verwiesen:
  
−
Nach dem ATV-A 128 sollen in der Zentralbeckenvariante alle Bauwerke mit Speichervolumen passiviert und an das Ende des Netzes, vor den Kläranlagenzulauf, das Zentralbecken platziert werden. Um einen Rückstaufreien Abfluss zum Zentralbecken zu gewährleisten werden die Profilhöhen des Kanalnetzes erhöht. Zudem werden Pumpwerke als Ideal Pumpsstationen gesetzt, welche den ankommenden Abfluss ohne Verluste oder Kennlinie weiterleiten. Das passivieren von Bauwerke, das setzen von Idealen Pumpstationen, sowie die Profilvergrößerung erfolgt über die Erstellung der Zentralbeckenvariante automatisch und über '''variantenabhängige Attribute'''.
+
<div class="res-img">[[File:Flow_A102_19.png|300px|center]]</div></br>
−
Das Zentralbecken selbst wird ebenfalls über variantenabhängige Attribute am letzten Schacht des Normalnetzes, dem Kläranlagenzulauf, erzeugt.
 
  
−
Die Attribute umfassen folgende Werte:
+
In diesem Zusatz wird eine Schmutzfrachtberechnung nach dem neuen Regelwerk A102 durchgeführt und bewertet.
−
*Kontinuum_Z::Profilhöhe=1500
+
Für eine schnelle Übersichtlichkeit der Berechnungsergebnisse haben wir uns an die Tabellen und Strukturen dieses Beispielprojektes gehalten.
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*Kontinuum_Z::Ignoriert=1
+
Hierzu wurde in dem Dialog der Schmutzfracht ein eigener Reiter "Ergebnisse A102" angelegt, welcher die unterschiedlichen Tabellen auf einen Blick verfügbar macht.
  
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===Dimensionierung des Beckenvolumens des Zentralbeckens===
 
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Der Automatismus für die Erstellung der Zentralbeckenvariante erstellt ein hydraulisches Modell mit einem Sonderbauwerk des Typs 62 (Regenüberlaufbecken) am Ende des Netzes mit einer Grundfläche und Höhe, welche sich aus dem in der Schmutzfracht festgelegten Gesamtvolumen errechnet. Dieses Bauwerk stellt das Zentralbecken dar und sollte exakt auf das benötigte Gesamtvolumen eingestellt werden. Auch hier werden die Daten des Zentralbeckens über Attribute gesteuert und wurde in abhängigkeit des ermittelten Gesamtvolumen berechnet.
 
  
−
Folgende Attribute werden auf den Knoten automatisch übertragen:
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<div class="res-img">[[File:Flow_A102_20.png|800px|center]]</div></br>
  
−
*Kontinuum_Z::Ablauf Maximaler Abfluss=14.5020000000000
+
Hier finden Sie folgende grundlegende Ergebnisse:
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*Kontinuum_Z::Becken nutzbare Höhe=2.85052457646051
 
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*Kontinuum_Z::Beckenüberlauf Krone=474.175000000000
 
−
*Kontinuum_Z::Beckenüberlauf Länge=21.2221653581290
 
−
*Kontinuum_Z::Beckenüberlauf maximale Absenkung=1.22526228823025
 
−
*Kontinuum_Z::Deckelhöhe=475.781000000000
 
−
*Kontinuum_Z::Grundfläche=450.380302487771
 
−
*Kontinuum_Z::Ignoriert=0
 
−
*Kontinuum_Z::Sohlhöhe=471.674475423539
 
−
*Kontinuum_Z::Zur Kläranlage=1
 
−
*Kontinuum_Z::flow_node=233
 
  
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* Bilanzwerte Stoffaustrag - Abfluss & Frachten: Hier wird für den Ist-Zustand eine Bilanz der Regenwasserabflüsse von den Flächen erstellt - sowie der Stoffabtrag bilanziert.
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<div class="res-img">[[File:Flow_image073.png|500px|center]]</div></br>
  
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* Gegenüberstellung Frachtkennwerte Zentralbecken & Reales System: Liefert eine schnelle Übersicht über die Entlastungswerte für das Gesamtsystem sowohl im Ist-Zustand, sowie im Zentralbecken. Hier sollte das Zentralbecken im Vergleich zum Ist-Zustand keinen geringeren Frachtaustrag (insgesamt) aufweisen!
  
−
Hierfür wird, wie gewohnt bei Sonderbauwerken, die vertikale Formveränderung angewendet, um das Gesamtvolumen auch exakt nachzubilden.
+
<div class="res-img">[[File:Flow_image074.png|500px|center]]</div></br>
−
 
 
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===Dimensionierung der Profilhöhen für die Zentralbeckenvariante===
 
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Im ersten Schritt muss ein geeigneter Starkregen des Kontinuums ausgewählt werden:
 
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Dies gelingt über die Einzelstatistik der Regenereignisse des Gebietsniederschlags. Das Regenereignis, welches für die Iteration verwendet wird, sollte ein möglichst kurzes und starkes Ereignis darstellen. Hier nicht unbedingt den stärksten Regen der Niederschlagsreihe auswählen. In diesem Fall wurde eine sehr kurze Dauerstufe mit 435 min und einer hohen Intensität von 354 l/sha gewählt.
 
−
 
 
−
[[File:Flow_image043.png|center|600px]]
 
−
 
 
  
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Die Iteration kann in der jeweiligen Hydraulikvariante des Zentralbeckens über das Kontextemnü  mit '''Dimensionieren iteriert''' aufgerufen werden. Mit diesem Automatismus wird gerechnet und anschließend die erforderliche Profilhöhe übernommen. Mit diesem Ergebnis wird daraufhin erneut gerechnet und die erforderliche Profilhöhe übernommen… Dieser Schritt wird solange durchgeführt bis im berechneten Netz keine Profilvergrößerung mehr erforderlich ist!
+
* Bauwerks- und Entlastungskennwerte: Hier werden die Ergebnisse der einzelnen Sonderbauwerke/Funktionalen Einheiten dargestellt. Im Fokus stehen hier die Werte für den Parameter AFS63. <p style="color: #b50d7c ">
−
Dieser Arbeitsschritt sollte solange wiederholt werden, bis im Meldungsfenster keine weitere DYNA-Berechnung gestartet wird.
 
  
  
−
===Durchführen der Berechnung: Zentralbeckenvariante===
+
<div class="res-img">[[File:Flow_image075.png|500px|center]]</div></br>
  
−
Bevor nun das Kontinuum für das Zentralbecken gerechnet wird empfiehlt sich erst einen einzelnen Regen zu rechnen um eventuelle Fehlermeldungen zu analysieren und manuelle Veränderungen am Netz durchzuführen um das Netz „Zentralbeckenkonform“ rechnen zu können. Steht das Netz wird nun die hydraulikvariante Kontinuum_Z auf das Zentralbecken gerechnet.
+
{{Hinweis-Box
−
Nach Fertigstellung erfolgt die Schmutzfrachtauswertung für das Zentralbecken
+
|Text = Das Mischverhältnis bezieht sich aber auch weiterhin auf den Parameter CSB!  }}
  
−
Somit kann der Nachweis aufgrund der Entlastungsrate des Kanalnetzes mit Gegenüberstellung der Entlastungsrate des Zentralbeckens geführt werden.
+
==Funktionale Einheiten Ergebnislisten==
 +
Im Folgenden werden die Ergebnisgrößen, die bei einer Schmutzfrachtberechnung nach dem Arbeitsblatt '''DWA-A 102''' (Grundsätze zur Bewirtschaftung und Behandlung von Regenwetterabflüssen) für ein Entlastungsbauwerk und dessen Einzelnachweis ermittelt werden.  
 +
Diese Werte können für die Funktionale Einheit und die Schwellenfür den Gesamtzeitraum ausgewertet werden, sowie die Jahresweise Auswertung ausgewählt werden.Es werden zwei Tabellenwerke unterschieden:
  
−
Liegen weitergehende Anforderungen laut A128 vor (Beispielsweise ein schwacher Vorfluter) kann dem auch bei der Berechnung der Zentralbeckengröße Rechnung getragen werden.
+
* '''Ergebnisliste Funktionale Einheit''' – die vollständigen Eingangs- und Ergebnisgrößen je Einzugsgebiet, Zulauf, Entlastung und Ablauf des Bauwerks. Entlastungsschwellen werden in dieser Tabelle alle zusammengefasst.
−
Dabei wird die zulässige Entlastungsrate mit 0,85 multipliziert.
+
* '''Schwellenwerte Entlastung''' – direkte Ausgabe der Schwellen, je nach Typ zusammengefasst (Beckenüberlauf und Klärüberlauf).
  
−
==Ergebnisse der Schmutzfrachtberechnung==
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{{Button|Text=Ergebnislisten Funktionale Einheiten|Link=Funktionale_Einheiten#Ergebnisliste_Funktionalen_Einheiten}}
−
Die Ergebnisse sind in drei Bereiche unterteilt und jeweils auf jährliche Werte umgerechnet.
 
−
Im oberen Teil wird das Gesamtnetz in seiner Berechnung für den IST-Zustand und dem Zentralbecken gegenübergestellt.
 
  
−
Hier ist die Entlastungsrate im IST-Zustand der Entlastungsrate des Zentralbeckens gegenübergestellt.
+
==FLOW Ergebnislisten==
−
Entlastungsmenge: Alle Ausläufe ohne Kläranlagenzufluss sind hier aufsummiert. Zu beachten ist die Option „ohne die Ausläufe des Trennsystems“.
 
−
Regenmenge: Alle Ausläufe inkl. Zufluss zur Kläranlage
 
−
Restregenmenge: zum Simulationsende noch nicht ausgelaufenes Regenwasser, wird der Kläranlage zugeordnet.
 
−
Rate: Verhältnis Entlastungsmenge zu Regen.- plus  Restregenmenge
 
−
CSB: Entlastete CSB Menge in kg
 
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Konz. CSB: mittlere CSB Konzentration der Entlastungen
 
  
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Im mittleren Teil kann aus der Gesamtberechnung ein gewählter Zeitraum isoliert betrachtet werden.
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*Anzeigen Flow
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**Hydraulikvariante Kontinuum (Ausläufe)
 +
***Zentralbeckenvariante
 +
***Ist-Zustand
 +
**Hydraulikvariante Kontinuum (Bauwerke)
 +
***Zentralbecken
 +
***Ist-Zustand (Markierte)
 +
***Ist-Zustand (Markierte) CSV Export
  
−
Dies dient dazu bei längeren Simulationszeiträumen Zeitabschnitte vergleichen zu können. Bei einer 40 jährigen Simulation können Beispielsweise die ersten 20 Jahre mit den zweiten 20 Jahren verglichen werden
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Diese Ergebnisausgabe entspricht der bekannten Ausgabe aus früheren Versionen. Beim Anzeigen der Ergebnisse für Ausläufe oder Bauwerke werden jeweils zwei Tabellen mit den Ergebnissen der Bauwerke oder der Ausläufe gezeigt. In der ersten Tabelle wird immer eine Zusammenfassung aller Werte über den gesamten Zeitraum ausgegeben. In der zweiten Tabelle wird für jedes Bauwerk/jeden Auslauf das Ergebnis der Berechnung für jeden einzelnen Regen ausgegeben. Die Werte beziehen sich hier auf die einzelnen Sonderbauwerke ohne die Bilanzierung der Funktionalen Einheiten.
  
−
Im unteren Teil werden alle Bauwerke einzeln mit ihren jährlichen  Entlastungsdaten aufgeführt.
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<div class="res-img">[[File:Flow_image060.png|center|600px]]</div>
−
Bei Becken im Nebenschluss wird das zugehörige Trennbauwerk als Referenzbauwerk gelistet.
 
−
Zu beachten ist die Option nur „echte“ Entlastungsbauwerke. Dabei werden Verzweigungen und Bauwerke ausgenommen bei denen keine der abgehenden Haltungen zu einem Auslauf führt.
 
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Somit verbleiben alle Abflüsse dieser „Schächte“ im Netz oder führen zur Kläranlage
 
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Ausgegeben wir auch das Mischungsverhältnis und das Mindestmischungsverhältnis nach DWA A128
 
  
 +
Wie bereits erwähnt, können die tabellarischen Ergebnislisten auch für die einzelnen Regenereignisse ausgegeben werden, dies erhöht natürlich die Ergebniszusammenführung und kann individuell angepasst werden. Diese Einstellung sollte vor dem Berechnungstart der Schmutzfracht geprüft werden.
  
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Zusätzlich erhält man durch die Schmutzfrachtberechnung 2 Tabellen, eine für die Ausläufe mit aufsummierte Werten Einmal mit Auflistung aller zu Entlastung führenden Regenereignissen.
+
<div class="res-img">[[File:Flow_image057.png|center|600px]]</div>
  
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Diese Tabellen können auch für die Entlastungsbauwerke erzeugt werden.
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In der zweiten Tabelle (einzelne Regenereignisse) besteht die Möglichkeit, die Fracht- und Konzentrationsverläufe für die aufgelisteten Bauwerke/Ausläufe für jeden Regen im Detail zu sortieren und anzuschauen. Zuerst wurde in der Spalte Fracht-CSB aufsteigend sortiert und mit Doppelklick das dazugehörige Diagramm für den zeitlichen Verlauf der CSB-Fracht geöffnet.
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Dasselbe wurde bei der Konzentration ausgeführt. Auch hier mit Doppelklick auf einen der Werte und es öffnet sich das Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf der Konzentration für das jeweilige Regenereignis.
  
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Beide Tabellen können über die Zwischenablage an andere Programme übergeben werden
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<div class="res-img">[[File:Flow_image061.png|center|600px]]</div>
−
</div>
 

Aktuelle Version vom 8. September 2026, 15:31 Uhr


Flow image067.png


Grundlagen

FLOW setzt auf die hydrodynamische Abflusstransportberechnung an und ermöglicht somit eine realistische Abbildung der Schmutzstoffe und -frachten im Kanalnetz. Der neue zeitsymmetrische Ansatz von FLOW für die Durchmischung von Schmutzstoffen regelt den mechanischen Einfluss des Niederschlags auf den Schmutztransport. Es handelt sich dabei um einen gleichmäßig durchmischten Reaktor, der auch z.B. in der Lage ist, Rückfluss von Schmutzstoffen abzubilden. Zusätzlich gibt es hier die Möglichkeiten, individuelle oder automatisch funktionale Einheiten (sog. FE‘s) über die Berechnungsknoten der hydraulischen Berechnung hinaus zu definieren. Dies ermöglicht auch die Bilanzierung von sehr komplexen Sonderbauwerken der Kanalisation. Dieses Programmfeature wird als "Bilanzierungsaufsatz" auf die bestehende Berechnungskern der Schmutzfracht gesehen.

Flow image001.png
Darstellung des Moduls Flow und der Berechnungsgrundlage, sowie Bilanzierung mit Funktionalen Einheiten

Ausgangsbasis für jedes FLOW Projekt ist ein vollständig modelliertes und rechenbares Kanalnetzprojekt. Alle Sonderbauwerke sind bereits eingepflegt und rechenbar. Bei dieser Anleitung wird über ausreichend Erfahrung mit dem Programmsystem ++SYSTEMS Hydraulik vorausgesetzt.

Aktivieren des Schmutzfracht Moduls in den Projekteinstellungen

Wie jedes Modul in ++SYSTEMS kann auch das Modul FLOW (Schmutzfracht) in den Projekteinstellungen separat zu- bzw. auch abgeschaltet werden. Sobald das Modul FLOW zugeschaltet wurde, sind die Funktionen der Schmutzfracht im Projektbaum Auswertungen\Hydraulische Berechnungen\Schmutzfrachtberechnung sichtbar.

Flow image002.png
Aktivieren des Moduls Flow in den Projekteinstellungen

Arbeitsschritte

Im Folgenden wurde versucht, die FLOW Arbeitsschritte in einem Fließschema darzustellen:

ZB6.png
Arbeitsschritte für eine Schmutzfrachtberechnung im Nachweisverfahren


Im IST-Zustand:

  • Vorarbeiten: rechenfähiges Netz mit Sonderbauwerken aufbauen, optional um das Kontinuum über den Gebietsniederschlag ergänzen
  • Schmutzfrachtvariante und Schmutzstoffe anlegen, Belastungskategorien I–III zuweisen, Kläranlagenablauf definieren
  • Funktionale Einheiten erstellen
  • Hydraulikvariante Ist-Zustand berechnen
  • Gesamtvolumen einmalig ermitteln
  • Parameter der Schmutzfrachtberechnung anpassen
  • Schmutzfracht Ist-Zustand berechnen

Optional anschließend die Zentralbeckenvariante:

  • Rückhaltung/Wirkungsgrad definieren
  • Zentralbeckenvariante anlegen
  • Nennweiten iterativ erhöhen
  • Hydraulikvariante Zentralbecken berechnen
  • Schmutzfracht Zentralbeckenvariante berechnen

Beide Zweige münden zum Schluss in die Auswertung der Ergebnisse.

Modellaufbau

Niederschlagskontinuum

In diesem Beispiel wird eine Synthetische Niederschlagsreihe über 52 Jahre im MD Format eingelesen und verwendet. Mit der Aktuellen Version können solche Dateien im sogenannten MD-Format auch Massenweise importiert werden.


Dateien haben nicht die Endung .md - dies ist nur der offizielle Formatname, die Endung ist meist .dat oder .reg!

Importieren der Niederschlagsdaten in Regenmessstationen

Hierfür einfach mit Rechtsklick auf den Ordner Regenmessstation (im Projektbaum) den Import über MD-Format auswählen. Es öffnet sich ein neues Fenster mit der Möglichkeit, die gewünschten Regenreihen einzulesen. Hier einfach die Dateien markieren und auswählen.

Rechtsklick auf Regenmessstationen – Import – MD Format

Flow image065.png
Importdialog der Regenreihe im MD Format

Es wird eine Regenmessstation erzeugt, dabei öffnet sich gleichzeitig der Objektdialog für diesselbige. Vergeben Sie einen Namen für die Regenmessstation und falls nicht über die MD Datei bereitgestellt die Lagekoordinate. Über den Kalender können die Niederschlagsintensitäten der einzelnen Tage betrachtet werden. Diese Zeitreihe „Synthetische Niederschlagsreihe“ , gespeichert unter Kennlinien – Kurven, gibt den Gesamtzeitraum der Aufzeichnung wieder.

Flow image066.png
Dialog der Regenmessstation – Importierte Regenreihe

Erstellen des Gebietsniederschlages

Aus den Zeitreihen der Regenmessstationen gilt es nun über Gebietsniederschläge Regenereignisse, deren Abflussverhalten simuliert werden soll, herauszufiltern. Dabei ist die Wahl der dabei anzugebenden Parameter entscheidend für die entstehenden Regenereignisse! Im ersten Schritt wird die gewünschte Regenmessstation ausgewählt und danach die Parameter des Gebietsniederschlags festgelegt:

  • Niederschlag wird berücksichtigt ab: Niederschlagsintensitäten die unterhalb des hier eingegebenen Wertes gelten bei der Regenbildung als Regenpause. Innerhalb eines ermittelten Regenverlaufes werden aber auch diese Intensitäten berücksichtigt.
  • Regenunterteilung durch Pausen von mindestens: diese hier festgelegte Zeitspanne muss an allen Regenmessstationen die Niederschlagsintensität unterhalb der Grenze „Niederschlag wird berücksichtigt ab“ liegen um das davor liegende Regenereignis abzuschließen und in der Folge bei überschreiten von „Niederschlag wird berücksichtigt ab“ ein neues Regenereignis zu beginnen. Dabei bekommen die gebildeten Regenereignisse die davorliegende Trockenperiode mitgespeichert.

Um die Kontinuumssimulation realistisch zu rechnen muss somit die Trennzeit mindestens der Netzentleerungszeit eines vollgefüllten Kanalnetzes entsprechen.

Flow image006.png
Dialog Gebietsniederschlag auswählen

Je länger die Trennzeit gewählt wird desto weniger Regenereignisse entstehen. Diese Regen sind dafür länger und in Summe muss mehr Simulationszeit berechnet werden. Bei kürzerer Trennzeit besteht die Gefahr, dass ein Regen der in der Simulation auf ein leeres Netz gerechnet wird in Wirklichkeit auf ein vorbelastetes Netz trifft. Die Trennzeit sollte daher der tatsächlichen Entleerungsdauer des Netzes entsprechen. Wird in der Hydraulikvariante ein Gebietsniederschlag ausgewählt wird abgefragt ob die Regentrennzeit als „Max. Nachlaufzeit nach Regenende“ übernommen werden soll. In den meisten Fällen sollte hier der Wert der Nachlaufzeit auch der Regentrennzeit entsprechen.

Auf die nach dem oben beschriebenen Verfahren entstandenen Regenereignisse kann noch ein Filter angesetzt werden. Dabei muss eine Vorschrift ausgewählt werden, z.B. Verteilungsvorschrift nach KOSTRA DWD oder dergleichen. Die Naturregen werden nun entsprechend der Vorschrift analysiert und dann ausgefiltert. Dadurch können Starkregenserien für den Überflutungsnachweis gebildet werden. Auch im Nachgang können Filter auf den Gebietsniederschlag angewendet werden, wie zum Beispiel Regen die zu Entlastungen geführt oder die einen Überstau verursacht haben. Des Weiteren ist auch eine Regenauswertung bezüglich Extremwertstatistik möglich. Für die Schmutzfrachtberechnung, wo es um die Bilanzierung der Abflussmengen zur Kläranlage bzw. der Entlastungsmenge geht, dürfen keine Regen „weggefiltert“ werden. Für den Gebietsniederschlag ist auch eine Statistik über alle Regen sowie eine Einzelstatistik verfügbar. Diese sollte aufgerufen und auf Plausibilität geprüft werden.

Flow image008.png
Einzelstatistik der Regenereignisse

Durch Anklicken der Spaltenköpfe auf der rechten Seite kann nach verschiedenen Eigenschaften sortiert werden!

 

Implementieren von Ganglinien

Für eine detaillierte Schmutzfracht besteht in ++System die Möglichkeit die Trockenwetterzugaben über Tages-, Wochen- und Jahresganglinien abzubilden. Die Verwaltung erfolgt im Projektbaum Zeitreihen. Die Trockenwetterganglinien können verändert, dupliziert und gelöscht werden. Dabei wird gewöhnlich der häusliche Abfluss mit einer Tagesganglinie, der Fremdwasserzufluss mit einer Jahresganglinie und der industrielle Zufluss mit einer Wochenganglinie verknüpft. Das hydrodynamische Berechnungsverfahren ermittelt automatisch, zu jedem Zeitpunkt während des Berechnungslaufes, aus der Anfangszeit des Regenereignisses, die korrekte Faktorisierung des Trockenwetterzuflusses aus den zugewiesenen Trockenwetterganglinien. Im ersten Schritt müssen die Ganglinien neu erstellt werden über den Projektbaum\Zeitreihen\Ganglinien. Der Aufbau der Trockenwetterganglinien erfolgt in unterschiedlichen Kombinationen und Hierarchiestufen. Dabei werden die Werte nach dem Format Jahres-, Wochen- und Tag wie folgt in 52 Wochen, 7 Tage und 24 Stunden gegliedert.

Flow image010.png
Beispiel für eine Tagesganglinie, hier im 4h Intervall mit Abfluss 1l/s für den Zeitraum 8:00 bis 20:00 Uhr


Flow image011.png
Beispiel für eine Wochenganglinie, hier im Tagesintervall mit verschiedenen Abflüssen m³/s für den Zeitraum Montag bis Samstag

Jeder Haltungszuflusstyp (Häuslicher- Gewerblicher- sowie Fremdwasser - mit Ausnahme des Regenwasserzuflusses) kann in Summe mit einer solchen Ganglinie bzw. einem solchen Ganglinientupel verknüpft werden. Die Zuweisung erfolgt im Dialog der Einzugsgebiete, bzw. im Dialog der Haltungszuflüsse (hier sind auch nicht-grafische Zuflüsse möglich). In diesem Fall soll die Wochenganglinie für die Autowaschanlage Mobby übergeben werden. Dafür wurde ein Nichtgraphisches Element an der gewünschten Schmutzwasserhaltung hinzugefügt und die Tages und Wochenganglinie ausgewählt.

Flow image012.png
Haltungsdialog - zuweisen von Ganglinien über nichtgrafisches Element

Hydraulikvariante als Grundlage der Schmutzfrachtberechnung

Für eine erfolgreiche Schmutzfrachtberechnung müssen vorerst verschiedene Parameter in der Hydraulikvariante und der dazugehörigen Schmutzfrachtvariante angepasst und übergeben werden.

Berechnungsvariante

In diesem Bereich wird festgelegt, welche Art von Berechnung durchgeführt und welche Ergebnisse dabei gespeichert werden sollen. Hier muss die 'Schmutzfracht ausgewählt werden: Anstelle einzelner, vollständiger Ganglinien werden die Ergebnisse über den gesamten Simulationszeitraum in festen Zeitschritten aufbereitet und gespeichert, was insbesondere bei sehr langen Regenreihen (Kontinuumsimulation) Speicherplatz spart.

    • Schmutzfrachtzeitschritt: Zeitschritt (z. B. 15 min), in dem die Ergebnisse aufbereitet werden.
Hydraulik V18 Berechnungsvariante.png

Je geringer die Zeitschritte desto mehr Ergebnisse und desto mehr Speicher ist davon betroffen. Die Zeitschritte haben grundsätzlich nur einen geringen Einfluss auf die Berechnungsgenauigkeit - nur beim Mischverhältnis kann es zu Abweichungen bei erhöhten Zeitschritten kommen.

Regenauswahl

Die Regenauswahl wird in der Hydraulikvariante über Modellregen oder Gebietsniederschlag ausgewählt. In der Regel wird ein Gebietsniederschlag verwendet mit längeren Zeitreihen.

Flow Regenauswahl.png

Wenn der Regen ausgewählt wurde verändern sich auch die ausgewiesenen Messjahre für die Ergebnisbilanzierung. Für die Schmutzfracht: Hier gilt die bestehende Logik, dass nur ganze Jahre als Messjahre zulässig sind.

  • Ein Wiki-Button neben dem Feld „Messjahre" verlinkt direkt auf diese Beschreibung.
  • Ist „Schmutzfracht" ausgewählt, wird zusätzlich ein Ausrufezeichen-Symbol neben den Messjahren angezeigt, das auf die Pflicht zu ganzen Jahren hinweist.

Warum ganze Jahre bei der Schmutzfracht wichtig sind Der AFS63-Parameter wird über die sogenannten Potentiale nach DWA-A 102 immer jahresweise hinzugegeben. Deshalb ist die korrekte, auf ganze Jahre gerundete Eingabe der Messjahre bei der Schmutzfracht besonders wichtig. Aus demselben Grund müssen auch die Regendaten jahresweise getrennt werden – andernfalls kann es bei längeren Regenereignissen, die über einen Jahreswechsel hinausreichen, zu Verfälschungen der berechneten AFS63-Fracht kommen.

Trockenwetterabfluss

Der Trockenwetterabfluss muss an die Schmutzfracht angepasst werden. Im Standardfall sind hier die Werte für eine reine hydraulische Betrachtungsweise mit dem erhöhten Spitzenanfall zu rechnen. Zu beachten ist hier der Spitzenanfall, dieser muss in der Schmutzfrachtvariante auf 24 stehen damit nicht kontinuierlich mit dem Spitzenanfall gerechnet wird.

Flow image016 1.png
Anpassung in der Hydraulikvariante Hydraulikvariante

Flow image017.png
Dialog Trockenwetter - Trockenwetterabfluss auf 24h Mittel umstellen


 

Simulationszeit

Flow image007.png

Die Simulation gliedert sich zeitlich in vier Phasen: Burn-In (technische Einschwingzeit, entspricht der Fließzeit im Netz), Trockenwetter als Vorlaufzeit vor dem eigentlichen Regenereignis, Regendauer und Nachlaufzeit nach Regenende.

  • Burn-In: entspricht der längsten Fließzeit im Netz und dient dazu, das Netz vor Beginn der eigentlichen Berechnung mit einem stabilen Trockenwetterabfluss zu „füllen". Trockenwetter wird dabei nur beim ersten Regen berechnet und gespeichert, bei den weiteren Regen wird darauf aufgesetzt.
  • Vor- und Nachlauf: legt sowohl die Trockenwetter-Vorlaufzeit vor dem Regen als auch die maximale Nachrechenzeit nach Regenende fest. Dieser Wert sollte der Regentrennzeit entsprechen, die beim Aufbau des Gebietsniederschlags verwendet wurde.
  • Abbruchfaktor: bestimmt, bei wie viel Restregenmenge im Netz die Nachlaufberechnung beendet werden darf. Als Vergleichsgröße dient das Trockenwettervolumen – ein Abbruchfaktor von 2 bedeutet Simulationsende bei doppeltem Trockenwettervolumen. Zu diesem Zeitpunkt sollte es keine Entlastungsvorgänge im Netz mehr geben, sodass angenommen werden kann, dass die Restmenge zur Kläranlage abfließt. Wird dieses Kriterium innerhalb der eingestellten Nachlaufzeit nicht erreicht, erscheint eine Warnung, dass die Regentrennzeit vermutlich zu kurz gewählt wurde.

Bei der Berechnung mit Naturregen empfiehlt sich weiterhin eine automatische Ermittlung von Vor- und Nachlaufzeit, da sich Regenereignisse zeitlich stark unterscheiden können: Die Regenspitze kann am Anfang eines Ereignisses liegen, sodass das Netz zum Regenende bereits annähernd geleert ist, oder am Ende, sodass entsprechend lange nachgerechnet werden muss.

Neue Schmutzfracht erstellen

Im ersten Schritt muss eine neue Schmutzfrachtvariante über die Hydraulikvariante erstellt werden. Hierfür einfach im Kontextmenü der gewünschten Hydraulikvariante eine neue Schmutzfracht anlegen.

Flow image023.png
Erstellen einer neuen Schmutzfrachtvariante

Schmutzfrachtvariante

Alle Einstellungsmöglichkeiten und Erklärungen zu den Menüs finden Sie unter folgenden LINK: Schmutzfrachtvariante

Im ersten Schritt muss im Übergeordneten Ordner Schmutzfracht eine Kläranlage festgelegt werden. Für ein Projekt kann nur eine Kläranlage ausgewählt werden.

Hier erfolgt das Auffinden und die Zuweisung der Kläranlage für die jeweilige Schmutzfracht.

  • finden: Sucht den Knoten, welcher als Kläranlage definiert wurde und gibt den Namen im Meldungsfenster aus. Mit Doppelklick auf die Ausgabe wird auf den Knoten hingeführt.
  • automatisch wählen: Automatismus zum ermitteln der Kläranlage im Gesamtsystem.
  • manuell wählen: Ein Knoten kann manuell als Kläranlage festgelegt werden.
  • markierte Knoten zu Kläranlage: Ein bereits markierte Knoten kann zu Kläranlage hinzugefügt werden. Dieser Knoten wird dann im Dialog im Dropdown Menü der Kläranalge aufgelistet und kann ausgewählt werden.

Individuelle Zuweisung der Schmutzstoffe

Die Kategorien können jetzt wie auf den Flächen (Objekt) individuell eingestellt werden - hierfür sich das gewünscht Objekt auswählen und im Reiter Beregnung/Schmutzfracht über das Drop-Down-Menü anpassen! Desweiteren kann hier ein individueller Wert eingegeben werden, falls die Fläche mit den vorbelegten Kategorien nicht abgedeckt werden kann.

Flow A102 04.png
Objektebene Fläche - im Reiter "Beregnung/Schmutzfracht" finden Sie die individuelle Einstellung für die Flächen


Die Eingaben der Kategorien ist Schmutzfrachtvariantenabhängig - Das bedeutet das hier auf die richtige Auswahl der Schmutzfrachtvariante Wert gelegt werden muss!

Natürlich können die Kategorien auch über die Funktion markierte ändern... für eine ausgewählte Menge an Flächen angepasst werden.

Flow A102 05.png
Dialog markierte ändern... für Flächen

Desweiteren haben Sie wie gewohnt auch die Möglichkeit diese Objekte nach den Attribute einzufärben, Abfragen zu erstellen oder Eigenschaftslisten aufzurufen.

Erstellen von Funktionalen Einheiten

Eine Funktionale Einheit (FE) bezeichnet einen Zusammenschluss von mehreren hydraulischen Sonderbauwerken, welche gekennzeichnet sind durch mindestens eine Entlastung in ein Oberflächengewässer und ein zugeordnetes Einzugsgebiet. Zum Beispiel ein Stauraumkanal mit obenliegender Entlastung benötigt zwei Bauwerke; zum einen ein Bauwerk (typ 65) zur Abflussregulierung, zum anderen ein Entlastungsbauwerk (Typ 62) weiter oben im Netz. Ein anderer gängiger Fall ist ein Fangbecken im Nebenschluss, welches zunächst ein Trennbauwerk (Typ 62-63) benötigt, dessen Entlastung dann in dem Fangbecken (Typ 61-64) endet. Zur Ermittlung dessen Entlastungsrate ist dann nicht das Regenwasser in der Entlastung des Trennbauwerks heranzuziehen, sondern dasjenige, welches oberhalb des Trennbauwerkes anfällt.


Anleitung zum erstellen einer Funktionalen Einheit: Funktionale Einheiten Anleitung

Automatische Berechnung des Volumens

Flow image041.png
Statisches vorgelagertes Kanalnetzvolumen und Bauwerksvolumen

  • Statisches Volumen FE: Dieser Wert gibt das Volumen der Schächte und Haltungen die in eine Funktionalen Einheit zusammengefügt wurden summiert und ausgegeben.
  • Statisches, vorgelagertes Volumen: Zum anderen wird das vorgelagerte Kanalnetzvolumen als statische Volumen eingebunden, je nach festgelegten Wert in den Einstellungen der jeweiligen Schmutzfracht

Zuweisung der Fläche zu den Funktionalen Einheiten

Um die ordnungsgemäße Flächenzuweisung zu den jeweiligen Bauwerken zu gewährleisten wurde ein Automatismus geschaffen, welcher die Direkteinzugsgebiete und Gesamteinzugsgebiete der jeweiligen FE Einheiten berechnet. Im Projektbaum der jeweiligen Schmutzfracht das Kontextmenü öffnen und folgende Funktion Alle FEs: Direkteinzugsgebiet/Automatisch ermitteln ausführen.

Für jede angeschlossene Fläche, welche sich im Einzugsgebereich einer Funktionalen Einheit befindet werden Attribute angelegt, welche eine Zuweisung der Fläche zu den FEs ermöglichen.

Folgende Attribute werden für jede Fläche angelegt:

  • FE_Anteil=1.00
  • FE_Name=RÜB01
  • FE_Nummer=1


Diese Zuweisung sollte bei komplexen Abflusssituationen, wie Vermaschung etc. manuell angepasst werden. Eine Löschung dieser Attribute hat zur Folge, das die Fläche der Einzugsgebiete und der Anteil der undurchlässigen Fläche (Au-Wert) nicht mehr im Detail für jede FE in den Ergebnislisten ausgegeben werden kann! Daher ist eine Manuelle Anpassung und Zuweisung nur in Einzelfällen durchzuführen!

Zentralbeckenvariante erstellen

ZB4.png

Nach der Berechnung des Gesamtvolumens kann die Zentralbeckenvariante erstellt werden. In den meisten Fällen ist es aber ratsam, zuerst den Ist-Zustand eingehend zu testen und zu plausibilisieren!

Die Erstellung einer Zentralbeckenvariante erfolgt im Kontextmenü (über rechtsklick) der jeweilige Schmutzfrachtvariante mit dem ausführen der Aktion Zentralbeckenvariante neu: Erstellen. Es wird eine neue Hydraulikvariante mit dem Namen der Schmutzfrachtvariante und dem Anhang _Z erstellt.

Nach dem DWA A102 sollen in der Zentralbeckenvariante alle Bauwerke mit Speichervolumen passiviert und an das Ende des Netzes, vor den Kläranlagenzulauf, das Zentralbecken platziert werden. Um einen rückstaufreien Abfluss zum Zentralbecken zu gewährleisten, werden die Profilhöhen des Kanalnetzes im Nachgang iterativ erhöht. Zudem werden Pumpwerke als ideale Pumpstationen gesetzt, welche den ankommenden Abfluss ohne Verluste oder Kennlinie weiterleiten. Das Passivieren von Bauwerken, das Setzen von idealen Pumpstationen sowie die Profilvergrößerung erfolgt über die Erstellung der Zentralbeckenvariante automatisch und über variantenabhängige Attribute. Das Zentralbecken selbst ist als Bilanzierungstool im Reiter des Moduls Flow abgebildet.

Die Attribute der Maßnahmen zum rückstaufreien Abfluss umfassen folgende Werte:

  • Kontinuum_Z::Profilhöhe=1500
  • Kontinuum_Z::Ignoriert=1

Dimensionierung der Profilhöhen für die Zentralbeckenvariante

Vorbereitung: Zunächst wird über die Einzelstatistik der Regenereignisse des Gebietsniederschlags ein geeigneter Starkregen aus dem Kontinuum ausgewählt – idealerweise ein möglichst kurzes und starkes Ereignis, nicht zwingend der stärkste Regen der gesamten Reihe.

Ablauf: Die Iteration wird in der Hydraulikvariante des Zentralbeckens über das Kontextmenü mit Dimensionieren iteriert gestartet. Der Algorithmus arbeitet nach einem einfachen Prinzip: DYNA berechnet die Hydraulik und prüft für jede Haltung den Belastungsgrad. Liegt dieser über 90 %, wird die Profilhöhe (DN) der betroffenen Haltung um 100 mm erhöht, andernfalls bleibt sie unverändert. Anschließend wird erneut gerechnet und geprüft – dieser Zyklus wiederholt sich, bis für keine Haltung im Netz mehr eine Vergrößerung erforderlich ist. Die Iteration ist abgeschlossen, sobald im Meldungsfenster keine weitere DYNA-Berechnung mehr gestartet wird. Ein zusätzliches Abbruchkriterium erkennt, wenn DYNA nur noch Haltungen vergrößern möchte, die bereits auf dem Maximalwert von 9999 mm stehen. In diesem Fall bricht die Iteration ab, und es erscheint eine Meldung, dass der gewünschte Belastungsgrad innerhalb der zulässigen DN-Grenze von 9999 mm nicht erreichbar ist und manuelle Anpassungen erforderlich sind.

Einstellungen des Zentralbecken

Für das Zentralbecken ist eine feste Struktur eingeführt worden. Diese ergibt sich aus den Anforderungen aus dem DWA A102. Durch viele Freiheitsgrade auf Grundlage der Anforderungen aus dem DWA A 102 werden die Frachtausträge der Entlastungen beim Zentralbecken über einen Bilanzierungsansatz ermittelt. Hierbei wird der Austrag an den Ausläufen über die sich einstellende Entlastungsmenge während der Simulationszeit innerhalb des ausgewählten Messreihe bilanziert.

Hierbei werden dem Zentralbecken wichtige Parameter aus den vorherigen Einstellungen übergeben. Dem Volumen des Zentralbeckens wird automatisch das Gesamtspeichervolumen aus dem Formblatt zugewiesen. Dies ersetzt die in früheren Programmversionen aufwendigen Feinjustierungen am Becken.

  • Erzeugung einer festen Struktur als Durchlaufbecken im Nebenschluss mit vorgeschalteten Beckenüberlauf , auffindbar im Reiter Zentralbecken des Moduls FLOW
  • Übernahme des Mischwasserzuflusses als Zufluss zur biologischen Reinigungsstufe (QM), Parameter ist anpassbar.
  • Fangteil des ZB mit zugeordnetem Gesamtspeichervolumen laut Formblatt und Anforderungen an den Klärüberlauf und Sedimentationswirkungsgrad, Parameter sind anpassbar.
  • Berücksichtigung des Frachtaustrags am Ablauf der Kläranlage, umgesetzt nach Definition DWA A102-2 - Gl. 32


Unter folgenden Eintrag kann die detaillierten Einstellungen nachvollzogen werden: Zentralbecken Einstellungen

Start der Schmutzfrachtberechnung

Wenn die Hydraulikvarianten für den IST-Zustand und die Zentralbeckenvariante über die Hydraulik berechnet wurden, kann die Schmutzfrachtberechnung ausgeführt werden! Die Schmutzfracht selbst wird über das Kontextmenü gestartet: Ausführen Flow/Ist-Zustand und Ausführen Flow/Zentralbecken

Bevor nun das Kontinuum für den Ist-Zustand und die Zentralbecken gerechnet wird empfiehlt sich erst einen einzelnen Regen zu rechnen um eventuelle Fehlermeldungen zu analysieren und manuelle Veränderungen am Netz durchzuführen. Dies gilt sowohl für die hydraulische Berechnung als auch für die Schmutzfrachtberechnung. Es empfiehlt sich eine schrittweise Erhöhung des Berechnungsregens.

Flow image049.png


  • Kontrolle der Funktionsfähigkeit des Rechenmodells
  • Übernahme von Durchflusskurven für alle relevanten Bauwerke
  • Kontrolle der Ergebnislisten und Darstellung der Sonderbauwerke
  • Erste Tendenzen für Probleme in der Schmutzfracht sichtbar (schlechtes Mischungsverhältnis, etc…)
  • Sparsamer Umgang mit der Rechenzeit
  • Frühzeitig die Möglichkeit nachzumodellieren


Bei der Schmutzfracht werden sehr große Datenmengen gespeichert. Um die Datenmenge und die Performance sinnvoll zu optimieren, empfehlen wir für größere Gebiete die entsprechenden Ordner inklusive der KPP-Dateien über Windows komprimieren zu lassen. Diese Option finden Sie in den Ordneroptionen unter „Erweitert“.

Ergebnisse der Schmutzfrachtberechnung

Die Ergebnisse der Schmutzfracht können an verschiedenen Stellen eingesehen und ausgegeben werden:

  • Im Schmutzfrachtdialog - Reiter "Ergebnisse A102"
  • Einzelergebnisausgabe - DYNA Bauwerke
  • Funktionale Einheiten - Ergebnislisten

Gesamtergebnisse im Schmutzfrachtdialog - Ergebnisse A102

Für die Ergebnisdarstellung der Schmutzfrachtberechnung wird auf das Anwendungsbeispiel verwiesen:

Flow A102 19.png

In diesem Zusatz wird eine Schmutzfrachtberechnung nach dem neuen Regelwerk A102 durchgeführt und bewertet. Für eine schnelle Übersichtlichkeit der Berechnungsergebnisse haben wir uns an die Tabellen und Strukturen dieses Beispielprojektes gehalten. Hierzu wurde in dem Dialog der Schmutzfracht ein eigener Reiter "Ergebnisse A102" angelegt, welcher die unterschiedlichen Tabellen auf einen Blick verfügbar macht.


Flow A102 20.png

Hier finden Sie folgende grundlegende Ergebnisse:

  • Bilanzwerte Stoffaustrag - Abfluss & Frachten: Hier wird für den Ist-Zustand eine Bilanz der Regenwasserabflüsse von den Flächen erstellt - sowie der Stoffabtrag bilanziert.
Flow image073.png

  • Gegenüberstellung Frachtkennwerte Zentralbecken & Reales System: Liefert eine schnelle Übersicht über die Entlastungswerte für das Gesamtsystem sowohl im Ist-Zustand, sowie im Zentralbecken. Hier sollte das Zentralbecken im Vergleich zum Ist-Zustand keinen geringeren Frachtaustrag (insgesamt) aufweisen!
Flow image074.png

  • Bauwerks- und Entlastungskennwerte: Hier werden die Ergebnisse der einzelnen Sonderbauwerke/Funktionalen Einheiten dargestellt. Im Fokus stehen hier die Werte für den Parameter AFS63.


Flow image075.png

Das Mischverhältnis bezieht sich aber auch weiterhin auf den Parameter CSB!

Funktionale Einheiten Ergebnislisten

Im Folgenden werden die Ergebnisgrößen, die bei einer Schmutzfrachtberechnung nach dem Arbeitsblatt DWA-A 102 (Grundsätze zur Bewirtschaftung und Behandlung von Regenwetterabflüssen) für ein Entlastungsbauwerk und dessen Einzelnachweis ermittelt werden. Diese Werte können für die Funktionale Einheit und die Schwellenfür den Gesamtzeitraum ausgewertet werden, sowie die Jahresweise Auswertung ausgewählt werden.Es werden zwei Tabellenwerke unterschieden:

  • Ergebnisliste Funktionale Einheit – die vollständigen Eingangs- und Ergebnisgrößen je Einzugsgebiet, Zulauf, Entlastung und Ablauf des Bauwerks. Entlastungsschwellen werden in dieser Tabelle alle zusammengefasst.
  • Schwellenwerte Entlastung – direkte Ausgabe der Schwellen, je nach Typ zusammengefasst (Beckenüberlauf und Klärüberlauf).

Ergebnislisten Funktionale Einheiten

FLOW Ergebnislisten

  • Anzeigen Flow
    • Hydraulikvariante Kontinuum (Ausläufe)
      • Zentralbeckenvariante
      • Ist-Zustand
    • Hydraulikvariante Kontinuum (Bauwerke)
      • Zentralbecken
      • Ist-Zustand (Markierte)
      • Ist-Zustand (Markierte) CSV Export

Diese Ergebnisausgabe entspricht der bekannten Ausgabe aus früheren Versionen. Beim Anzeigen der Ergebnisse für Ausläufe oder Bauwerke werden jeweils zwei Tabellen mit den Ergebnissen der Bauwerke oder der Ausläufe gezeigt. In der ersten Tabelle wird immer eine Zusammenfassung aller Werte über den gesamten Zeitraum ausgegeben. In der zweiten Tabelle wird für jedes Bauwerk/jeden Auslauf das Ergebnis der Berechnung für jeden einzelnen Regen ausgegeben. Die Werte beziehen sich hier auf die einzelnen Sonderbauwerke ohne die Bilanzierung der Funktionalen Einheiten.

Flow image060.png

Wie bereits erwähnt, können die tabellarischen Ergebnislisten auch für die einzelnen Regenereignisse ausgegeben werden, dies erhöht natürlich die Ergebniszusammenführung und kann individuell angepasst werden. Diese Einstellung sollte vor dem Berechnungstart der Schmutzfracht geprüft werden.

Flow image057.png

In der zweiten Tabelle (einzelne Regenereignisse) besteht die Möglichkeit, die Fracht- und Konzentrationsverläufe für die aufgelisteten Bauwerke/Ausläufe für jeden Regen im Detail zu sortieren und anzuschauen. Zuerst wurde in der Spalte Fracht-CSB aufsteigend sortiert und mit Doppelklick das dazugehörige Diagramm für den zeitlichen Verlauf der CSB-Fracht geöffnet. Dasselbe wurde bei der Konzentration ausgeführt. Auch hier mit Doppelklick auf einen der Werte und es öffnet sich das Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf der Konzentration für das jeweilige Regenereignis.

Flow image061.png