Knotenverknüpfung

In den Berechnungskonfiguration des GeoCPM-Geländemodell können Sie die Knotenverknüpfung global für alle Objekte bei der bi-direktionalen Koppelung mit DYNA verändern.

Verknüpfung

• Ohne Schachtverknüpfung: Es findet kein Austausch mit DYNA statt.
• Einzeldreick: Es wird nur das Dreieck gewählt, welches über dem Schwerpunkt des Knoten liegt.

• Dreiecksfläche [m²]:Es wird eine Anzahl an Dreiecken im Umkreis des Knotenmittelpunkt gewählt, welche die vorgegebenen Wert an m² einhält.

• Abschnittsverteilt: Entlang der Einlaufenden und Ablaufenden Haltungen werden die Dreiecke dem jeweiligen Knoten zugewiesen. Dabei findet der Austausch dennoch über den Knoten statt und nicht über die Abschnitte.

• Manuelle Zuweisung. Es können einzelne Dreicke dem gewählten Knoten zugewiesen. Entspricht am ehesten dem Konzept der Straßeneinläufe. Diese Zuweisung kann auch über einen .CSV Import automatisch durchgeführt werden.

Knoten Ein- und Austrittsverluste

Es besteht sowohl die Möglichkeit globale Einstellungen in der Berechnungskonfiguration bezüglich des Ein- und Auslaufverhalten für die Koppelung einzustellen. Als auch individuell für jeden Knoten eigene Einstellungen zu treffen bezüglich der Ein- und Austrittsverluste(im Aktenreiter GeoCPM des jeweiligen Knotenobjektes).

Berechnung Q für DYNA nach GeoCPM:

• Freie Ein- und Auslauf:

Austauschmenge ähnlich wie bei klassischer Kanalnetzberechnung. Simuliert den Fall, dass Schachtdeckel bereits „geflogen“ ist. Keine weiteren Parameter nötig. Auslauf: Überschüssige Wassermenge wird vollkommen auf die Oberfläche gegeben. Energieniveau auf Oberfläche entspricht Niveau für Kanalnetzberechnung.

• Energieformel:

Der Formelapparate „Energieformel“ gibt immer nur die maximal mögliche Austauschmenge an. Es ergeben sich unterschiedliche Energieniveaus im Schacht und auf der Oberfläche: Im Schacht wird der auf das Kanalsystem wirkende Druck aufgezeichnet. Auf der Oberfläche wird das gewohnte Energieniveau aus Wasserstand und Geschwindigkeit ermittelt. Die Auswertung der Formeln wird ca. jede Sekunde mit den aktuell anliegenden hydraulischen Werten durchgeführt.

• Maximaler Auslauf: Bis zu den Maximalwerten gleiches Verhalten wie freier Auslauf.

Als Parameter die Maximalwerte nötig. Auslauf: nur maximale Wassermenge wird auf die Oberfläche gegeben. Deckelparameter und Verluste werden nicht betrachtet. Energieniveau für Oberfläche und Schacht werden separat vorgehalten. Bis Maximalwerte aber gleich!

Berechnung Q für GeoCpM nach DYNA:

• Freie Einlauf:

Austauschmenge ähnlich wie bei klassischer Kanalnetzberechnung. Simuliert den Fall, dass Schachtdeckel bereits „geflogen“ ist. Keine weiteren Parameter nötig. Einlauf: vollständige, verfügbare Wassermenge von Oberfläche wird in Kanalsystem gegeben (vorausgesetzt es sind Kapazitäten frei). Energieniveau auf Oberfläche entspricht Niveau für Kanalnetzberechnung.

• Überfallformel mit Energieformel:

Die Formelapparate „Energieformel“ und „Überfallformel“ geben immer nur die maximal mögliche Austauschmenge an. Es ergeben sich unterschiedliche Energieniveaus im Schacht und auf der Oberfläche: Im Schacht wird der auf das Kanalsystem wirkende Druck aufgezeichnet Auf der Oberfläche wird das gewohnte Energieniveau aus Wasserstand und Geschwindigkeit ermittelt. Die Auswertung der Formeln wird ca. jede Sekunde mit den aktuell anliegenden hydraulischen Werten durchgeführt.

• Überfallformel:

Siehe Überfallformel mit Energieformel

• Maximaler Einlauf:'

Bis zu den Maximalwerten gleiches Verhalten wie freier Einlauf. Als Parameter die Maximalwerte nötig. Einlauf: nur maximale Wassermenge von Oberfläche wird in Kanalsystem gegeben (vorausgesetzt es sind Kapazitäten frei). Energieniveau für Oberfläche und Schacht werden separat vorgehalten. Bis Maximalwerte aber gleich!

Druckbasierts Entfernen von Knotendeckeln (fliegende Schachtdeckeln)

Stark vereinfachte Aussage ohne labortechnische Prüfung. „Fliegen“ des Kanaldeckels hängt von vielen Einflüssen (Verschmutzung, mechanisch verkeilt, Zustand, „tanzen“ des Deckels etc.) ab, die nicht berücksichtigt werden können. Im Modell „fliegt“ der Kanaldeckel wenn die Druckkraft auf dem Kanalsystem (Druck * Fläche) größer ist als die Gewichtskraft. Bis zum „Fliegen“ verhält sich der Wasseraustausch wie eingestellt. Nach dem „Fliegen“ verhält sich der Wasseraustausch wie bei freiem Ein- und Auslauf Deckel bleibt für immer verschwunden!

Wichtige Hinweise

• Schächte mit druckdichtem Deckel können kein Wasser austauschen (gilt im Speziellen auch für Sonderbauwerke)
• Ausläufe können nur GeoCPM-Schächte sein, wenn der Austausch über Sohlniveau eingestellt ist und dieser im Bereich des DGM liegt oder manuell verknüpft wurde.
• Jeder manuell verknüpfte Schacht, auch wenn dieser außerhalb des Geländemodells liegt.
• Jeder Schacht, dessen Mittelpunkt im Bereich des DGM liegt.
• Die Identifikation der GeoCPM-Schächte erfolgt immer am Anfang der Berechnung neu.

Volumenaustausch bei Sohlgleichen Ein- und Ausläufen

Sohlgleiche Ein- und Ausläufe sind eine besondere Austauschform zwischen dem DYNA und GeoCPM Modell. Die Einstellung greift nur bei Einläufen (abfließende Haltungen) und Ausläufen (nur zufließende Haltungen). Die Individual- und Projekteinstellungen außer Kraft gesetzt Austauschniveau ist die Sohlhöhe. Es gibt keine Beschränkung der Austauschmenge, analog dem freiem Ein- und Auslauf. Zusätzlich gibt es eine gegenseitige synchrone Berücksichtigung der Wasserstände im Rohr und auf der Oberfläche.

Anwendungsbereiche

• Teilverrohrte Fließgewässer
• „Natürliche“ Retensionsbecken für Regenwasser
• Brücken und Durchlässe
• Straßenseitengräben

Fließumkehr ist möglich

Eine unsachgemäße Handhabung der Sohleinläufe kann zu instabilitäten im Gesamtnetz führen! Daher ist eine manuelle Zuweisung der Dreiecke sinnvoll und gefordert. Hierbei sollten auch mehrere Dreicke hinzugefügt werden, um größeren Bereich für die Ein- und Ausläufe zu generieren.

Knotenverknüpfung an den Sonderbauwerken TYP 90/91/92

Bei den Endschächten (Sonderbauwerke) werden die Sonderbauwerke TYP 90/91/92 ingoriert, wenn der Volumenaustausch auf Sohlniveau gesetzt ist. Desweiteren kann mit dem Attribut Ignoriert der Austausch über die Endschächte mit dem Oberflächenmodell unterbunden werden.

Knotenverknüpfung Sonderbauwerke TYP90/91/92

Sonderbauwerk	Art des Volumenaustausch	Ignoriert	Austausch zwischen GeoCPM und DYNA
Kein Sonderbauwerk	Deckel	ja	Nein
Kein Sonderbauwerk	Sohlniveau	ja	Nein
TYP 90	Sohlniveau oder Deckel	ja	Nein
TYP 90	Deckel	Nein	Nein
TYP 90	Sohlniveau	Nein	Ja
TYP 91	Sohlniveau oder Deckel	ja	Nein
TYP 91	Deckel	Nein	Nein
TYP 91	Sohlniveau	Nein	Ja
TYP 92	Sohlniveau oder Deckel	ja	Nein
TYP 92	Deckel	Nein	Nein
TYP 92	Sohlniveau	Nein	Ja

Webinar Knotenverknüpfung 11.10.2016

Ein rechnerischer Überflutungsnachweis, bei dem die Ausdehnung, Wasserstände, Geschwindigkeiten und Fließwege des auf der Oberfläche ablaufenden Wassers ermittelt werden, ist eine wichtige Stütze zur realistischen Abschätzung der Gefährdungssituation und eine maßgebliche Hilfe bei der örtlichen Überflutungsprüfung. Unablässig ist hierzu eine zeitsynchron gekoppelte Betrachtung der Systeme Kanal, Fließgewässer und urbane Oberflächen. Eine Integration der Ein- und Austrittsverluste an den Austauschpunkten (Schächte, Rinneneinläufe, Gewässergrenzen) führt zu neuen Erkenntnissen über das Verhalten des gesamten Ableitungssystems.