DWA A102

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Arbeitsblatt DWA-A 102-2/BWK-A 3-2

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Grundsätze zur Bewirtschaftung und Behandlung von Regenwetterabflüssen zur Einleitung in Oberflächengewässer - Teil 2: Emissionsbezogene Bewertungen und Regelungen - Dezember 2020; Stand: korrigierte Fassung Oktober 2021

Mit dem neuen Regelwerk DWA-A 102-2/BWK-A 3-2 wird das Arbeitsblatt ATV-A 128 zurückgezogen!

Für das neue Regelwerk wurde das das Modul für Schmutzfracht Flow angepasst und überarbeitet. Hierbei wurde Flow sowohl um neue Funktionen erweitert, sowie die Ergebnisausgabe an das neue Regelwerk angepasst. Ziel dieser Anpassung war es zum einen die verschiedenen neuen Berechnungsparamter (z.B. AFS63) konsistent im Model zu integrieren. Zum anderen war der Anspruch sich auch mit dem Design und der Ergebnisdarstellung an die Vorgaben und Beispiele des DWA Regelwerks zu halten.

Mit dem Modul Flow steht ihnen jetzt ein umfangreiches Werkzeug für die DWA A102 zur Verfügung.


Wichtigsten Erneuerungen

Die Erneuerungen beziehen sich hier nur auf die programminternen Berechnungen und Anpassungen der A102. Die Interpretation der Regelwerke obliegt den jeweiligen Anwender und Programmnutzern. Dabei konnte bereits mit der vorherigen Version, nach dem Grundlegenden Ansatz der A102 gerechnet werden, da hier bereits unterschiedliche Schmutzstoffe in Flow angelegt werden konnten (Sei es CSB oder AFS63, etc...). Durch die Erneuerungen wurden der detailierte Ansatz für die Flächenkategorien umgesetzt, sowie das Gesamtspeichervolumen an das neue Verfahren/Tabelle angepasst. Desweiteren wurder das Absetzverhalten in Sonderbauwerken um einen weiteren Ansatz erweitert und ergänzt.

  • Allgemeine Einstellungen
  • Individuelles Stoffpotential auf Flächen
  • Neues Gesamtspeichervolumen
  • Neue Ergebnisausgabe A102
  • Absetzverhalten in Becken

Allgemeine Einstellungen der Schmutzfrachtberechnung

Verfahren von ATV-A128 zu A102 umstellen

Für die Nutzung der neuen Schmutzfrachtberechnung nach A102 müssen Sie in den Einstellungen der Schmutzfrachtvariante unter dem Reiter "Flow" das Verfahren umstellen.

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Bilanzierung Kläranlagenauslauf

Mit dem A102 sollen die Schmutzfrachten der Kläranlage mit bilanziert und ausgegeben werden. Hierfür wurde im Reiter "Schmutzstoffe" der Kläranlagenaustrag hinzugefügt. Hier haben Sie die Möglichkeit sowohl eine Konzentration für AFS63 oder CSB anzugeben. Desweiteren wird ein konstanter Auslauf für die Kläranlage angegeben, welche über die gewählten Messjahre die Schmutzfracht aufsummiert.

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Stoffparameter AFS63

Der Stoffparameter wird genutzt um die Belastung des Niederschlagswassers in den Berechnungen nachzuvollziehen. Der Parameter richtet sich somit nur an den Regenwasseranteil der Berechnung. Der CSB Wert wird dennoch weiterhin verwendet, um den Stoffbelastung des Mischwasser nachzuvollziehen.

Bisheriges Vorhehen: Vereinfacht mit Vorgabe eines einheitlichen Stoffpotenzials im Gesamtgebiet als flächengewichteter Mittelwert der Einzelwerte war bereits über die globalen Schmutzstoffe und Potentiale implementiert

Ab sofort Möglich: als detailliertere Methode differenzierte Abbildung der Teilflachen der einzelnen Belastungskategorien entsprechend Tabelle A.1, Anhang A mit Vorgabe des zugehörigen flächenspezifischen Stoffpotenzials nach Tabelle 4; Unterschiedliche Potentiale können jetzt auf den Flächen zu übergeben, hier nach den vom A102-2 vorgegeben Kategorien!

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AFS63 Umsetzung in Flow

Der Stoffparameter ist ab sofort vorbelegt und kann in der jeweiligen Schmutzfrachtvariante unter dem Reiter Schmutzstoffe eingesehen und angepasst werden.

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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.

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

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

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

Farbkonfiguration

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Eigenschaftslisten

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Ausdrücke

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Gesamtspeichervolumen

Das Gesamtspeichervolumen dient zur Ermittlung des Gesamtvolumen für das Zentralbecken. Hier wurde die Tabelle aus dem Regelwerk ATV DVWK A128 erweitert und umgestaltet. Die "Neue" Tabelle wurde auch in Flow genau so umgesetzt. Hier können Sie die Tabelle entweder manuell oder automatisch über die verknüpfte Hydraulikberechnung(natürlich nur wenn Sie vorab die Hydraulik bereits berechnet haben!) füllen lassen.

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Über den einzelnen Pfeil können Sie entweder einzelne Werte aus der Hydraulikvariante übernehmen oder aber sich die kompletten Daten aus der Hydraulikvariante übergeben lassen (hier der Mehrfachpfeil).

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Wenn die Werte aus der Hydraulik (DYNA) übernommen wurden erscheinen diese in grüner Farbe! Werden einzelne Werte manuell eingetragen erscheinen diese in Schwarzer Farbe.

Die Berechnung des Gesamtspeichervolumen erfolgt ab sofort immer mit jeder Veränderung und muss nicht nochmals explizit ausgeführt werden!

Wirkungsgrad und Rückhaltefaktor

Der Rückhaltefaktor ist bereits seit längeren im Programm implementiert, hat aber bisher selten Anwendung gefunden. Da in vielen Fällen nach den gängigen Regelwerken kein Stoffrückhalt im Becken angesetzt werden durfte.

Mit der A102-2 dürfen Absetzwirkungen mitberücksichtigt werden - folgende Bedinungen wurden bisher identifiziert:

  • Sonderbauwerkstyp: Vom Entlastungsabfluss durchströmte Bauwerke, das heißt es muss ein Durchlaufbecken sein
  • Fangbecken und Stauraumkanäle weisen kein Absetzverhalten auf und sollen nur über die Speicherwirkung miteingehen!
  • Vorrangig Parameterbezogen: AFS 63
  • Für die Simulation weiterer Stoffparameter des Mischwasserabflusses sollte die zahlenmäßige Vorgabe einer Sedimentationswirkung unter Berücksichtigung der Fachliteratur und in Abstimmung mit der Aufsichtsbehörde erfolgen.

In jedem Fall ist es sinnvoll, die Absetzwirkung des Beckens auch modelltechnisch nachzustellen, sodass hier eventuelle Nachrüstungen (Filter, etc...) auch im Modell positiven berücksichtigt werden. In jedem Fall ist es sinnvoll diesen Parameter mit den Behörden und Auftraggebern abzustimmen!

Für Flow sind verschiedene Verfahren der Stoffrückhaltung implementiert und können auf alle Schmuztstoffe individuell eingestellt werden werden.

Rückhaltefaktor

Der Rückhaltefaktor ist bereits seit längeren im Programm implementiert, hat aber bisher selten Anwendung gefunden. Der Rückhaltefaktor kann in einem Sonderbauwerk an jedem Ablauf gesetzt werden, das heißt er wird am Beckenüberlauf, Klärüberlauf oder am Auslass gesetzt. Hierfür befindet sich am jeweiligen Sonderbauwerksdialog an jedem Bauwerksteil der entsprechende Button "Rückhaltung" in grün. Hier wird der Rückhaltefaktor prozentual in einer Dezimalzahl angegeben (Wert zwischen 0 und 1,0).


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Ziel des Rückhaltefaktors ist es die Schmutzfracht im System zu halten. Das Bedeuted das beim setzen des Rückhaltefaktors an einem der Bauwerksabfläufe der gewählte Schmutzstoff in das Becken "zurückgeworfen" wird. Dadurch erhöht sich in Folge der Fortschreitenden Berechnung die Konzentration im Becken, sodass im nächsten Zeitschritt eine erhöhte Konzentration z.B. am Wehrüberfall vorliegt. Im Folgenden Schaubild wird das Verhalten des Rückhaltefaktors skizziert:

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Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad wurde mit der A102 implementiert um das Absetzverhalten insbesondere von Regenrückhaltebecken zu simulieren. Der Wikungsgrad kann (wie der Rückhaltefaktor) in einem Sonderbauwerk an jedem Ablauf gesetzt werden, das heißt er wird am Beckenüberlauf, Klärüberlauf oder am Auslass gesetzt. Hierfür befindet sich am jeweiligen Sonderbauwerksdialog an jedem Bauwerksteil der entsprechende Button "Wikungsgrad" oder "W" in grün. Hier wird der Wirkungsgrad prozentual in einer Dezimalzahl angegeben (Wert zwischen 0 und 1,0).

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Ziel des Wirkungsgrad ist es die Schmutzfracht aus dem System zu nehmen. Das Bedeuted das beim setzen des Wirkungsgrad an einem der Bauwerksabfläufe der gewählte Schmutzstoff aus dem Becken "genommen" wird. Dies ermöglicht das typische Absetzverhalten von Becken darzustellen, welche erst im Nachgang eines Regenereignisse die Entleerung vorgesehen haben. Dabei wurde vorrangig an Regenrückhaltebecken gedacht, welche durch die neue A102 mit dem Parameter AFS63 belastet werden. Dabei kann jetzt ein Wirkungsgrad gesetzt werden um mögliche Behandlungsanlagen zu simulieren - die Schmutzfracht wird dabei aus dem Auslauf/Beckenüberlauf entnommen und im Nachgang nicht wieder ins System geleitet. In der Realität wird hier in vielen Fällen die Schmutzfracht über eine Pumpe dem Mischwasserkanal zugeschlagen - falls dieser aber nicht vorhanden oder simuliert wird steht hier der Wirkungsgrad zur Verfügung um die Konzentration im Becken (vergleich Siehe Rückhaltefaktor) nicht zu erhöhen.

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Ergebnisdarstellung

Für die Ergebnisdarstellung der Schmutzfrachberechnung wird auf das Anwendungsbeispiel verwiesen:

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In diesem Zusatz wird eine Schmutzfrachtberechnung nach dem neuen Regelwerk A102 durchgeführt und bewertet. Für ein 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, welche die unterschiedlichen Tabellen auf einen Blick verfügbar macht.

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.
  • 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!
  • Bauwerks- und Entlastungskennwerte: Hier werden die Ergebnisse der einzelnen Sonderbauwerke/Funktionalen Einheiten dargestellt. Im Fokus stehen hier die Werte für den Parameter AFS63.
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Webinar - DWA A102 Erneuerungen Flow

Mit dem neu erschienen Arbeitsblatt DWA-A 102-2 Anfang 2021 wurden weitreichende Anpassungen an die Emissionsbetrachtung der Schmutzfracht aus dem Kanalsystem festgelegt. Dabei musste auch unser Modul Flow an das neue Regelwerk angepasst werden.

Alle damit verbundenen Änderungen werden ihnen im Webinar vorgestellt und eingehend erläutert!

Grundlegende Anpassungen:

  • Fester Stoffparameter AFS63 eingeführt
  • Individuelles Stoffpotential auf den Flächen
  • Abbildung AFS63 Parameter als Stoffpotential über die Kategorien
  • Absetzverhalten und Stoffrückhalt im Becken
  • Gesamtvolumenberechnung für das Zentralbecken
  • Anpassen der Ausgaben an das Anwendungsbeispiel des DWA A102

Mit der Schritt-für-Schritt Anleitung kann das Webinar als gute Einstiegsmöglichkeit in das Modul Flow genutzt werden.


Webinar - Flow & DWA A102 Practice

In diesem Webinar werden unsere Erfahrungen mit dem A102 vorgestellt und auf einzelne Fragestellungen der Schmutzfracht nochmals intensiv eingegangen:

  • Gesamtspeichervolumen nach dem A102: Ein erster Vergleich der Ergebnisse mit dem alten ATV-A128
  • Funktionale Einheiten: Die bereits eingeführten FEs spielen eine zentrale Rolle bei der Schmutzfrachtberechnung nach der neuen A102. Auf was muss man bei der Erstellung der Funktionalen Einheiten achten? Welche Fehler können auftreten?
  • Erfahrungen: Variantenabhängiges Arbeiten mit der neuen Schmutzfrachtberechnung
  • Auch beim neuen A102-3 (Immissionsbezogene Bewertungen und Regelungen) kann mit Flow gearbeitet werden (Ausblick)

Mit der Schritt-für-Schritt Anleitung kann das Webinar als gute Einstiegsmöglichkeit in das Modul Flow genutzt werden.