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Siedlungsentwässerung Ziele l Überblick über das Gesamtsystem l Grundlagen der Siedlungshydrologie l Aufgaben und technische Lösungen l Einfachen Dimensionierungsverfahren.

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Präsentation zum Thema: "Siedlungsentwässerung Ziele l Überblick über das Gesamtsystem l Grundlagen der Siedlungshydrologie l Aufgaben und technische Lösungen l Einfachen Dimensionierungsverfahren."—  Präsentation transkript:

1 Siedlungsentwässerung Ziele l Überblick über das Gesamtsystem l Grundlagen der Siedlungshydrologie l Aufgaben und technische Lösungen l Einfachen Dimensionierungsverfahren l Zukünftige Entwicklung

2 Siedlungsentwässerung l Sytemabgrenzung, Begriff Abwasser l Ziele und Aufgaben der Siedlungsentwässerung Siedlungshydrologie l Elemente der Siedlungshydrologie l Charakterisierung von Regenereignissen

3 Regen- becken Quelle Grund- wasser Aufbereitung Reservoir See Schlamm- behandlung Deponie Landwirt- schaft Meteor- wasser Versi- ckerung Industrie Kläranlage Vorflut Regen Siedlung

4 l Natürliche hydrologische Bedingungen wenig verändern l Gewässer nicht übermässig belasten l Zuverlässig und kostengünstig Aufgabe der Siedlungsentwässerung Verschmutztes und unverschmutztes Abwasser aus den Siedlungen ableiten und dabei die Siedlungshygiene und den Hochwasserschutz gewährleisten.

5 Wertschöpfung in der Siedlungswasserwirtschaft Wasser- versorgung Regen Siedlungs- entwässerung Abwasser- Ableitung und Reinigung Meteorwasserableitung Drainage

6 ARA Regen Grundwasser RÜB Entlastung Vorflut Meteorwasserkanal Versickerung Siedlung Mischwasserkanal Bade- anstalt

7 Regenintensität in s -1 ha Stunden pro Jahr Dauer- kurve der Regen- intensität 2 Q TW, Kanalüberlauf Hochwasserentlastung Q TW 60% 30% 95% Regenhöhe in % Im Regen- überlaufbecken teilweise geklärt ungereinigt entlastet Schmutzwasser Jahresmittel In ARA gereinigt

8 Abwasser Das durch häuslichen, industriellen oder sonstigen Gebrauch veränderte Wasser, ferner das in der Kanalisation stetig damit abfliessende Wasser, sowie das von bebauten oder befestigten Flächen abfliessende Niederschlagswasser. GSchG, Art. 4

9 Verschmutztes Abwasser Abwasser, das ein Gewässer, in das es gelangt, verunreinigen kann. Gewässer: Wasser und Gewässerbett mit Sohle und Böschung sowie die tierische und pflanzliche Besiedlung. Grundwasser, Grundwasserleiter, Grundwasserstauer und Deckschicht. Verunreinigung: Nachteilige physikalische, chemische oder biologische Veränderung des Wassers. GSchG

10 Fremdwasser l Eingedolte Bäche l Überläufe von Reservoiren und Brunnenstuben l Abläufe von laufenden Brunnen l Drainage- und Sickerwasser l Kühlwasser Anteil des abgeleiteten Abwassers, der stetig anfällt und nicht verschmutzt ist. Fremdwasser könnte direkt in die Vorflut eingeleitet werden.

11 Fremdwasseranfall(Trockenwetter) Abwasseranfall: Q(t) / Q Mittel Fracht: TKN(t) / TKN Mittel Fremdwasseranteil ca. 0.3 Q Mittel

12 Verschmutztes Abwasser kann ein Gewässer verunreinigen. Es muss gereinigt werden. Abwasser muss aus Siedlungen abgeleitet werden. Unverschmutztes Abwasser kann ein Gewässer nicht verunreinigen. Es kann und soll unverändert in ein Gewässer eingeleitet werden.

13 Zeitkonstanten l Regenwasseranfall5 Minuten l Fliesszeit zur ARA1 Stunde l Belastungsvariation ARA1 Tag l Hydraulische Überlastung ARA1 Woche l Mischwasserentlastung1 Monat l Kanalüberlastung5 Jahre l Lebenserwartung 80 Jahre

14 Prozesse der Siedlungsentwässerung l Abwasserproduktion: Abwassermenge, Schmutzstoffe l Transportieren: Sammeln, ableiten und auftrennen l Retention: Eingriff in zeitliche Dynamik l Reinigung: Abtrennen von Schmutzstoffen l Rückgabe: Einleitung und Versickerung

15 Siedlungshydrologie Bildung von Abflüssen als Folge von Niederschlägen, Drainage l Niederschlag: Regen, Schnee l Abflussbildung: Benetzen, Verdunsten, Füllen von Mulden, Versickern, Abfliessen, (Schneeschmelze), Drainage l Abflusskonzentration: Zusammenführen des Abflusses l Abwassertransport: Kanalisation, Hydraulik

16 Regendauer min Regenintensität in m s -1 Niederschlag Abflussbildung Verdunstung Versickerung Abfluss

17 zur Kanalisation Kanalisation Abfluss- konzentration Abwasser- Transport Grundstück Entwässerung

18 Verdunstung Muldenfüllung Oberflächen- abfluss Versickerung Be- netz- ung Regendauer Niederschlags- intensität Verwehungen Abflussbildung

19 Waage Data- logger Niederschlagswaageelektronische Messwippe Data- logger Regenmessgeräte

20 l Zeitlicher Verlauf der Regenintensität l Örtlicher Verlauf der Regenintensität l Statistische Charakterisierung von Eigenschaften von Regen und Regenabschnitten l Modellereignisse mit bestimmten Eigenschaften Historische, reale Ereignisse, gefallene Regen Modellereignisse Charakterisierung von Regen

21 Regenintensität in s -1 ha -1 Regendauer in min Blockregen mit 10 min Abschnitt- Dauer Beispiel einer Regenauswertung Gemessene Regenganglinie

22 Regenabschnittdauerkurve für Zürich Regenabschnitt: Dauer in Minuten Regenintensität in s -1 ha a 10 a 5 a 2 a 1 a 0.5 a Jährlichkeit z

23 Regenintensität nach Hörler Rhein r=Regenintensität in l s -1 ha -1 T=Dauer des Regenabschnittes in Minuten z=Wiederkehrintervall in a G=Grundzahl in s -1 ha -1 Intensität mit T = 15 min, z = 1 a B=Ortskonstante in min C=Ortskonstante - rTzG B TB Cz(,)(log())

24 Regenintensität nach Hörler und Rhein rTzG B TB Cz(,)(log()) rTz Kz TB (,) ()

25 Ortskonstanten für die Schweiz Ortskonstante K(z) in min ha -1 s -1 BGCH Wiederkehrintervall z (Jahre)min s ha -mm a Bern Davos Locarno Sion Zürich min ha -1 s -1 = 24 mm H = Jahresniederschlag im mm a -1

26 Niederschlagshöhe in mm Dauer des Niederschlags in Minuten Regen in Fehraltorf, 1991

27

28 Mittlere Regenintensität in mm h -1 Messintervall in h 50 Jahre 10 Jahre 2.33 Jahre Regen in Zürich MZA,

29 Westwind 36% Nord- wind 17% Ostwind 6% Südwind 24% verschiedene Wind- richtungen 17% Hauptwindrichtung bei Starkniederschlägen in Zürich

30

31 RÜB ARA Trenn- system VersickerungMischsystem Elemente der Siedlungsentwässerung

32 Herkunft des Abwassers, 1981 Fremdwasser 40% Regenwasser 15% Industrielle Abwässer 20% Haushalt und Kleingewerbe 25% BUWAL 1981

33 Hochwasser in Luzern Sintflutartige Regenfälle haben am Mittwochabend im Grossraum Luzern zahlreiche Gebiete unter Wasser gesetzt. Die Schweizerische Meteorologische Anstalt verzeichnete vor allem in Luzern spektakuläre Niederschlagswerte: Von Mittwochnachmittag bis Donnerstagfrüh fielen 72 Liter Regen pro Quadratmeter. Das war fast die Hälfte der Menge, die durchschnittlich im Monat Juni gemessen wird. 46 Liter fielen am späteren Mittwochnachmittag innerhalb bloss einer Stunde. Tagesanzeiger,

34 Meterhohe Fontänen in den Strassen Nach Angaben der Polizei wurde niemand verletzt,doch ist der Sachschaden beträchtlich. Die Kanalisation vermochte in Luzern und den Vorortsgemeinden Kriens und Horw das Wasser nicht zu schlucken. Strassen verwandelten sich in Sturzbäche, Schachtdeckel wurden angehoben und weggeschwemmt. Mitten in den Fahrbahnen spritzten meterhoch Fontänen. Tagesanzeiger,


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